5. Химическая кинетика

Скорость химической реакции – число столкновений активных частиц в единицу времени в единице реакционного пространства или изменение концентрации одного из реагентов в единицу времени:

,

V - скорость химической реакции; Δс - изменение концентрации одного из реагентов, моль/л; Δτ - время, с.

Лимитирующая стадия – самая медленная стадия реакции.

Факторы, влияющие на величину скорости химической реакции:

– природа реагирующих веществ;

– температура;

– концентрация реагирующих веществ;

– присутствие катализаторов.

Зависимость скорости реакции от температуры (формула Вант-Гоффа):

,

где Vt₂ - скорость реакции при температуре t₂; Vt₁ - скорость реакции при температуре t₁; γ - постоянная для данной реакции величина, называемая температурным коэффициентом реакции.

Зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ (кинетическое уравнение):

,

где V - скорость реакции; k - константа скорости реакции; с_A, с_B -концентрации веществ А и В соответственно; х, у - частные порядки реакции по реагентам А и В соответственно (сумма х+у называется общим порядком реакции).

6. Химическое равновесие

Обратимые химические реакции: одновременно с прямой реакцией протекает обратная.

Состояние химического равновесия: скорость прямой реакции равна скорости обратной; энергия системы минимальная; ΔG° = 0.

Константа химического равновесия характеризует взаимосвязь равновесных концентраций веществ, участвующих в данной реакции. Константа химического равновесия (К_с или К_р для газов) для реакции:

В правую часть каждого из выражений включают концентрации только газообразных и растворенных, но не чистых жидких или твердых веществ, концентрации которых считают постоянными.

Гомогенное равновесие: все вещества находятся в одинаковом фазовом состоянии, реакция происходит в однородной, гомогенной среде.

Гетерогенное равновесие: вещества находятся в разных фазовых состояниях, реакция протекает в неоднородной, гетерогенной среде.

Смещение химического равновесия

Принцип Ле Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается воздействие извне, то равновесие смещается в сторону той реакции, протекание которой максимально ослабляет внешнее воздействие.

Действие извне	В сторону какой реакции смещается равновесие
Повышение температуры (нагревание)	В сторону эндотермической реакции (поглощение тепла, ΔН>0)
Понижение температуры (охлаждение)	В сторону экзотермической реакции (выделение тепла, ΔН<0)
Повышение давления	В сторону реакции с уменьшением количеств газообразных веществ
Понижение давления	В сторону реакции с увеличением количеств газообразных веществ
Повышение концентрации (добавление одного из веществ)	В сторону реакции, в которой это вещество расходуется
Понижение концентрации (отвод одного из веществ)	В сторону реакции, в которой это вещество образуется