Введение

Химические реакции протекают с различными скоростями. Некоторые из них полностью заканчиваются за малые доли секунды, другие осуществляются за минуты, часы, дни, известны реакции, требующие для своего протекания несколько лет, десятилетий и еще более длительных отрезков времени. Кроме того, одна и та же реакция может в одних условиях, например, при повышенных температурах, протекать быстро, а в других, − например, при охлаждении, − медленно; при этом различие в скорости одной и той же реакции может быть очень большим.

Знание скоростей химических реакций имеет очень большое научное и практическое значение. Например, в химической про­мышлен-ности при производстве того или иного вещества от скорости реакции зависят размеры и производительность аппаратуры, количество вырабатываемого продукта.

Предсказание скорости химической реакции, а также выяснение зависимости этой скорости от условия проведения реакции осуществляет химическая кинетика.

1. Теоретическая часть

1. Скорость химических реакций

Химической кинетикой называется учение о скорости и механизмах химических реакций, закономерностях их развития во времени.

Гомогенной называется система, состоящая из одной фазы, гетерогенной – система, состоящая из нескольких фаз. Реакция может протекать в объеме фазы (гомогенно) или на границе раздела фаз (гетерогенно). Гомогенными реакциями являются, например, процессы в растворах газов, жидкостей; гетерогенными − реакции на границах газ−твердое, жидкость−твердое, жидкость–газ-вещество.

Скорость химической реакции − число элементарных актов реакции, происходящих в единицу времени в единице реакционного пространства.

Элементарный акт – столкновение молекул, приводящее к образованию продуктов реакции.

Скоростью гомогенной реакции называется количество вещества , вступающего в реакцию или образующегося при реакции за единицу времениτ в единице объема системы V.

_гом = /(V∙∆τ). (1.1)

Скоростью гомогенной реакции называют изменение концентрации реагирующих веществ или продуктов реакции в единицу времени.

АВ

(1.2)

где С_А, С_В – изменение концентрации исходного вещества и продукта реакции.

Скоростью гетерогенной реакции называется количество веще­ства, вступающего в реакцию или образующегося при реакции за единицу времени на единице площади поверхности фазы:

_гетер = /(S∙∆τ). (1.3)

Истинная скорость химической реакции определяется пределом, к которому стремится отношение ∆С/∆τ при ∆τ→0, т.е. производной концентрации по времени (рисунок 1.1).

. (1.4)

Рисунок 1.1 − Изменение концентрации исходного вещества

в ходе реакции

От чего зависит скорость химической реакции?

К важнейшим факторам, влияющим на скорость реакции, от­носятся следующие: природа реагирующих веществ, их концентрации, температура, присутствие в системе катализаторов. Скорость гетерогенных реакций зависит также от величины поверхности раздела фаз, интенсивности движения жидкости или газа около поверхности, на которой происходит реакция. На скорость некоторых реакций влияет освещение, воздействие электромагнитных полей и др.