Ответы:
3. 0.20. 4. 0.6 л. 5. 135 г. 6. 3.90 кг. 7. 1.89 моля. 8. 6.4 %. 9. 0.086. 10. 60 мл, 40 мл. 11. 440 г и 100 г. 12. 25.3 л. 13. 106.7 мл и 66.7 мл. 14. 88.4 %. 15. 3.86 г. 16. 0.30. 17. 98 г. 18. 77.1 %. 19. 0.845. 20. 14.05 мл. 21. 0.137. 22. 5.76 моль/л. 23. 18.37 моль. 24. 8.105. 25. 0.12. 26. 20 г. 27. 2.7 мл. 28. 13.2 %. 29. 2.85 мл. 30. 4 моль/л. 31. 3.8 г. 32. 0.467, 206.1 мл. 33. 100 г. 34. 14.6 г. 35. 10.81 г. 36. 173. 37. 2.0 г Са2+, 3.55 г Сl. 38. 0.117 моль/л. 39. 0.384. 40. 2.103 моль/л. 41. 0.032.
Глава 8. Химическая кинетика
8.1. Понятие скорости химической реакции
Раздел химии, изучающий скорости и механизмы протекания реакций, называется химической кинетикой.
Скорость химической реакции - это изменение концентрации одного из реагирующих веществ в единицу времени при неизменном объеме системы (измеряется в моль/л . сек).
(15)
Знак “+” ставится в случае измерения концентраций продуктов реакций, знак ““ - в случае измерения концентраций реагентов.
Основными факторами, влияющими на скорость реакции, являются природа реагирующих веществ, концентрация вещества (для газов - давление), температура и наличие катализатора. На скорость химических процессов могут влиять также измельчение (для твердых веществ), облучение и другие факторы.
8.2. Влияние концентрации на скорость реакции
Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ выражается законом действующих масс для скорости химической реакции (К. Гульдберг и П. Вааге).
Скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагентов, возведенных в некоторые степени.
Для реакции аА + bВ Х кинетическое уравнение согласно закону действующих масс имеет вид:
v = k . [A]m . [B]n, (16)
где v - скорость химической реакции; [A], [B] - молярные концентрации, соответственно, веществ А и В; k - коэффициент пропорциональности, иначе константа скорости реакции.
При [A]=[B]=1 моль/л скорость химической реакции (v) равна ее константе (k), которая зависит от природы реагирующих веществ, температуры, катализатора, но не зависит от концентрации веществ.
Степени m и n - экспериментально находимые величины, именуемые порядками химической реакции. Числа m и n - частные порядки реакции по веществам A и В, их сумма - общий порядок реакции. Порядки реакции показывают, как именно ее скорость зависит от концентрации. Только в случае одностадийных процессов (в последующем при решении задач будем считать все процессы одностадийными) величины m и n равны стехиометрическим коэффициентам реакции (m = a, n = b):
2NO + O2 2NO2 v = k . [NO]2 . [O2]
Чаще всего m a, n b, так как большинство реакций проходит по сложному многостадийному механизму. В частности, ферментативная реакция биологического окисления глюкозы проходит в 38 стадий.
С6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O
Исходя из вышесказанного очевидно, что кинетическое уравнение не отражает механизма реакций. Оно применимо только к каждой отдельной стадии процесса. Кинетическое уравнение суммарной реакции определяется ходом самой медленной (лимитирующей) стадии процесса.
Следует отметить, что основной закон химической кинетики не учитывает концентрации веществ, находящихся в твердом состоянии, так как они реагируют только на поверхности, которая остается неизменной, и следовательно, концентрации остаются примерно постоянными. Величина площади поверхности учитывается в константе скорости реакции.
С(тв.) + O2(газ) СO2(газ) v = k [O2]