Що підвищує швидкість хімічної реакції. Швидкість хімічних реакцій
Системи. Але дана величина не відображає реальну можливість перебігу реакції, її швидкістьта механізм.
Для повноцінного уявлення хімічної реакції, треба знати у тому, які існують тимчасові закономірності під час її здійсненні, тобто. швидкість хімічної реакціїта її детальний механізм. Швидкість та механізм реакції вивчає хімічна кінетика- Наука про хімічний процес.
З погляду хімічної кінетики реакції можна класифікувати на прості та складні.
Прості реакції– процеси, які відбуваються без утворення проміжних сполук. За кількістю частинок, що беруть у ній участь, вони поділяються на мономолекулярні, бімолекулярні, тримолекулярні.Зіткнення більшого ніж 3 числа частинок малоймовірне, тому тримолекулярні реакції досить рідкісні, а чотиримолекулярні - невідомі. Складні реакції– процеси, які з кількох елементарних реакцій.
Будь-який процес протікає з властивою йому швидкістю, яку можна визначити за змінами, що відбуваються за певний відрізок часу. Середню швидкість хімічної реакціївиражають зміною кількості речовини nвитраченої чи отриманої речовини в одиниці об'єму V за одиницю часу t.
υ = ± dn/ dt· V
Якщо речовина витрачається, то ставимо знак "-", якщо накопичується - "+"
При постійному обсязі:
υ = ± dC/ dt,
Одиниця виміру швидкості реакції моль/л·с
В цілому, υ — величина постійна і не залежить від того, за якою речовиною, що бере участь у реакції, ми стежимо.
Залежність концентрації реагенту або продукту від часу протікання реакції подають у вигляді кінетичної кривої, яка має вигляд:
Обчислювати з експериментальних даних зручніше, якщо зазначені вище вирази перетворити на наступний вираз:
Закон чинних мас. Порядок та константа швидкості реакції
Одне з формулювань закону чинних масзвучить так: Швидкість елементарної гомогенної хімічної реакції прямо пропорційна добутку концентрацій реагентів.
Якщо досліджуваний процес подати у вигляді:
а А + b В = продукти
то швидкість хімічної реакції можна виразити кінетичним рівнянням:
υ = k · [A] a · [B] bабо
υ = k·C a A ·C b B
Тут [ A] та [B] (C A іC B)- концентрації реагентів,
а іb– стехіометричні коефіцієнти простої реакції,
k- Константа швидкості реакції.
Хімічний зміст величини k- це швидкість реакціїпри поодиноких концентраціях. Тобто якщо концентрації речовин А і В дорівнюють 1, то υ = k.
Треба враховувати, що у складних хімічних процесах коефіцієнти а іbне збігаються зі стехіометричними.
Закон діючих мас виконується за дотримання низки умов:
- Реакція активується теплово, тобто. енергією теплового руху.
- Концентрація реагентів розподілена рівномірно.
- Властивості та умови середовища під час процесу не змінюються.
- Властивості середовища не повинні впливати на k.
До складних процесів закон дії мас застосувати не можна. Це можна пояснити тим, що складний процес складається з кількох елементарних стадій, і його швидкість визначатиметься не сумарною швидкістю всіх стадій, лише однією найповільнішою стадією, яка називається лімітує.
Кожна реакція має свій порядок. Визначають приватний (парціальний) порядокпо реагенту та загальний (повний) порядок. Наприклад, у вираженні швидкості хімічної реакції для процесу
а А + b В = продукти
υ = k·[ A] a·[ B] b
a- Порядок по реагенту А
b — порядок по реагенту У
Загальний порядок a + b = n
Для простих процесівпорядок реакції вказує на кількість частинок, що реагують (збігається зі стехіометричними коефіцієнтами) і приймає цілочисельні значення. Для складних процесівпорядок реакції не збігається зі стехіометричними коефіцієнтами і може бути будь-яким.
Визначимо чинники, що впливають швидкість хімічної реакції υ.
Залежність швидкості реакції від концентрації реагуючих речовин
визначається законом діючих мас: υ = k[ A] a·[ B] b
Очевидно, що зі збільшенням концентрацій реагуючих речовин υ збільшується, т.к. збільшується кількість зіткнень між речовинами, що беруть участь у хімічному процесі. Причому важливо враховувати порядок реакції: якщо це n = 1щодо деякого реагенту, то її швидкість прямо пропорційна концентрації цієї речовини. Якщо за якимось реагентом n = 2, то подвоєння його концентрації призведе до зростання швидкості реакції в 22 = 4 рази, а збільшення концентрації в 3 рази прискорить реакцію в 32 = 9 разів.
Швидкість хімічної реакції
Швидкість хімічної реакції- Зміна кількості однієї з реагуючих речовин за одиницю часу в одиниці реакційного простору. Є ключовим поняттямхімічної кінетики. Швидкість хімічної реакції - величина завжди позитивна, тому, якщо вона визначається за вихідною речовиною (концентрація якої зменшується в процесі реакції), отримане значення множиться на −1.
Наприклад для реакції:
вираз для швидкості виглядатиме так:
. Швидкість хімічної реакції у кожен час пропорційна концентраціям реагентів, зведеним ступеня, рівні їх стехиометрическим коефіцієнтам .Для елементарних реакцій показник ступеня при значенні концентрації кожної речовини часто дорівнює його стехіометричному коефіцієнту, для складних реакцій це правило не дотримується. Крім концентрації на швидкість хімічної реакції впливають такі фактори:
- природа реагуючих речовин,
- наявність каталізатора,
- температура (правило Вант-Гоффа),
- тиск,
- площа поверхні реагуючих речовин.
Якщо ми розглянемо найпростішу хімічну реакцію A + B → C, ми помітимо, що миттєвашвидкість хімічної реакції величина непостійна.
Література
- Кубасов А. А. Хімічна кінетика та каталіз.
- Пригожин І., Дефей Р. Хімічна термодинаміка. Новосибірськ: Наука, 1966. 510 с.
- Яблонський Р. С., Биков Ст І., Горбань А. Н., Кінетичні моделі каталітичних реакцій, Новосибірськ: Наука (Сиб. відділення), 1983. - 255 c.
Wikimedia Foundation. 2010 .
Дивитись що таке "Швидкість хімічної реакції" в інших словниках:
Основне поняття хімічної кінетики. Для простих гомогенних реакцій швидкість хімічної реакції вимірюють по зміні числа молей речовини, що прореагувала (при постійному обсязі системи) або по зміні концентрації будь-якої з вихідних речовин. Великий Енциклопедичний словник
ШВИДКІСТЬ ХІМІЧНОЇ РЕАКЦІЇ- Основне поняття хім. кінетики, що виражає відношення кількості речовини, що прореагувала (в молях) до відрізку часу, за який відбулася взаємодія. Оскільки при взаємодії змінюються концентрації речовин, що реагують, швидкість зазвичай … Велика політехнічна енциклопедія
швидкість хімічної реакції- Величина, що характеризує інтенсивність хімічної реакції. Швидкістю утворення продукту реакції називають кількість цього продукту в результаті реакції за одиницю часу в одиниці об'єму (якщо реакція гомогенна) або на…
Основне поняття хімічної кінетики. Для простих гомогенних реакцій швидкість хімічної реакції вимірюють по зміні числа молей речовини, що прореагувала (при постійному обсязі системи) або по зміні концентрації будь-якої з вихідних речовин. Енциклопедичний словник
Величина, що характеризує інтенсивність реакції хімічної. Швидкістю утворення продукту реакції називається кількість цього продукту, що виникає в результаті реакції за одиницю часу в одиниці об'єму (якщо…
основ. Хім концепції. кінетики. Для простих гомогенних реакцій С. х. нар. вимірюють по зміні числа молей прореагував у ва (при пост. Обсязі системи) або по зміні концентрації будь-якого з вихідних або продуктів реакції (якщо обсяг системи …).
Для складних реакцій, що складаються з дек. стадій (простих, або елементарних реакцій), механізм це сукупність стадій, в результаті яких вихідні у ва перетворюються на продукти. Проміжними вами в цих реакціях можуть виступати як молекули, … Природознавство. Енциклопедичний словник
- (англ. Nucleophilic substitution reaction) реакції заміщення, в яких атаку здійснює нуклеофіл реагент, що несе неподілену електронну пару. Йдуча група у реакціях нуклеофільного заміщення називається нуклеофуг. Всі … Вікіпедія
Перетворення одних речовин на інші, відмінні від вихідних по хімічного складучи будовою. Загальне числоатомів кожного даного елемента, а також самі хімічні елементи, складові речовини, що залишаються в Р. х. незміненими; цим Р. х … Велика Радянська Енциклопедія
швидкість волочіння- Лінійна швидкість руху металу на виході з волоки, м / с. На сучасних волочильних машинах швидкість волочіння досягає 50-80 м/с. Однак навіть при волочении дроту швидкість, зазвичай, вбирається у 30 40 м/с. При… … Енциклопедичний словник з металургії
ВИЗНАЧЕННЯ
Хімічна кінетика– вчення про швидкості та механізми хімічних реакцій.
Вивчення швидкостей перебігу реакцій, отримання даних про фактори, що впливають швидкість хімічної реакції, а також вивчення механізмів хімічних реакцій здійснюють експериментально.
ВИЗНАЧЕННЯ
Швидкість хімічної реакції- Зміна концентрації однієї з реагуючих речовин або продуктів реакції в одиницю часу при незмінному обсязі системи.
Швидкість гомогенної та гетерогенної реакцій визначаються по-різному.
Визначення міри швидкості хімічної реакції можна записати в математичної форми. Нехай – швидкість хімічної реакції в гомогенній системі, n B – число моле будь-якої з речовин, що виходять при реакції, V – обсяг системи, – час. Тоді в межах:
Це рівняння можна спростити – відношення кількості речовини до обсягу є молярною концентрацією речовини n B /V = c B , звідки dn B / V = dc B і остаточно:
Насправді вимірюють концентрації однієї чи кількох речовин у певні проміжки часу. Концентрації вихідних речовин поступово зменшуються, а концентрації продуктів – збільшуються (рис. 1).
Рис. 1. Зміна концентрації вихідної речовини (а) та продукту реакції (б) з часом
Чинники, що впливають на швидкість хімічної реакції
Факторами, що впливають на швидкість хімічної реакції, є: природа речовин, що реагують, їх концентрації, температура, присутність в системі каталізаторів, тиск і об'єм (в газовій фазі).
З впливом концентрації на швидкість хімічної реакції пов'язаний основний закон хімічної кінетики – закон діючих мас (ЗДМ): швидкість хімічної реакції прямопропорційна добутку концентрацій реагуючих речовин, зведених у ступені їх стехіометричних коефіцієнтів. ЗДМ не враховує концентрацію речовин у твердій фазі у гетерогенних системах.
Для реакції mA+nB=pC+qD математичний виразЗДМ записуватиметься:
K × C A m × C B n
K × [A] m × [B] n ,
де k – константа швидкості хімічної реакції, що є швидкість хімічної реакції при концентрації реагуючих речовин 1моль/л. На відміну від швидкості хімічної реакції, k не залежить від концентрації речовин, що реагують. Що вище k, то швидше протікає реакція.
Залежність швидкості хімічної реакції температури визначається правилом Вант-Гоффа. Правило Вант-Гоффа: при підвищенні температури кожні десять градусів швидкість більшості хімічних реакцій збільшується приблизно 2 – 4 разу. Математичний вираз:
(T 2) = (T 1) × (T2-T1)/10 ,
де - температурний коефіцієнт Вант-Гоффа, що показує у скільки разів збільшилася швидкість реакції при підвищенні температури на 10 o С.
Молекулярність та порядок реакції
Молекулярність реакції визначається мінімальним числом молекул, які одночасно вступають у взаємодію (що беруть участь в елементарному акті). Розрізняють:
- мономолекулярні реакції (прикладом можуть бути реакції розкладання)
N 2 O 5 = 2NO 2 + 1/2O 2
K × C, -dC/dt = kC
Проте, в повному обсязі реакції, підпорядковуються цьому рівнянню мономолекулярны.
- Бімолекулярні
CH 3 COOH + C 2 H 5 OH = CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O
K × C 1 × C 2 , -dC/dt = k × C 1 × C 2
- Тримолекулярні (зустрічаються дуже рідко).
Молекулярність реакції визначається її дійсним механізмом. Після запису рівняння реакції визначити її молекулярність не можна.
Порядок реакції визначається за видом кінетичного рівняння реакції. Він дорівнює суміпоказників ступенів концентрації у цьому рівнянні. Наприклад:
CaCO 3 = CaO + CO 2
K × C 1 2 × C 2 – третій порядок
Порядок реакції може бути дробовим. У разі він визначається експериментально. Якщо реакція протікає в одну стадію, то порядок реакції та її молекулярність збігаються, якщо в кілька стадій, то порядок визначається найповільнішою стадією і дорівнює молекулярності цієї реакції.
Приклади розв'язання задач
ПРИКЛАД 1
Завдання | Реакція протікає за рівнянням 2А + В = 4С. Початкова концентрація речовини А 0,15 моль/л, а через 20 секунд – 0,12 моль/л. Обчисліть середню швидкість реакції. | ||||||||||||
Рішення | Запишемо формулу для обчислення середньої швидкості хімічної реакції: Швидкість хімічної реакціїТема «Швидкість хімічної реакції», мабуть, найбільш складна та суперечлива у шкільній програмі. Це з складністю самої хімічної кінетики – однієї з розділів фізичної хімії. Неоднозначно вже визначення поняття «швидкість хімічної реакції» (див., наприклад, статтю Л.С.Гузея у газеті «Хімія», 2001, № 28, Хімічні реакції можуть відрізнятися за часом протікання. Суміш водню та кисню при кімнатній температурі може тривалий час залишатися практично без змін, проте при ударі або підпалюванні станеться вибух. Залізна пластина повільно іржавіє, а шматочок білого фосфору самозаймається на повітрі. Важливо знати, наскільки швидко протікає та чи інша реакція, щоб мати можливість контролювати її перебіг. Основні поняттяКількісної характеристикою того, Наскільки швидко протікає дана реакція, є швидкість хімічної реакції, тобто швидкість витрачання реагентів або швидкість появи продуктів. При цьому байдуже, про яку з речовини, що беруть участь у реакції, йдеться, оскільки всі вони пов'язані між собою через рівняння реакції. По зміні кількості однієї з речовин можна будувати висновки про відповідні зміни кількостей інших. Швидкістю хімічної реакції () називають зміну кількості речовини реагенту або продукту () за одиницю часу () в одиниці обсягу (V): = /(V ). Швидкість реакції у разі зазвичай виявляється у моль/(л з). Наведений вираз відноситься до гомогенних хімічних реакцій, що протікають в однорідному середовищі, наприклад, між газами або в розчині: 2SO 2 + O 2 = 2SO 3 , BаСl 2 + Н 2 SO 4 = SO 4 + 2НСl. Гетерогенні хімічні реакції йдуть на поверхні дотику твердої речовини та газу, твердої речовини та рідини тощо. До гетерогенних реакцій відносяться, наприклад, реакції металів із кислотами: Fе + 2НСl = FeСl 2 + Н 2 . У е тому випадку швидкістю реакції називають зміну кількості речовини реагенту або продукту () за одиницю часу() на одиниці поверхні (S): = /(S ). Швидкість гетерогенної реакції виявляється у моль/(м 2 з). Щоб керувати хімічними реакціями, важливо як вміти визначати їх швидкості, а й з'ясувати, які умови на них впливають. Розділ хімії, що вивчає швидкість хімічних реакцій та вплив на неї різних факторів, називається хімічною кінетикою. Частота зіткнень реагуючих частинокНайважливіший фактор, що визначає швидкість хімічної реакції, – концентрація. При підвищенні концентрації речовин, що реагують, швидкість реакції, як правило, зростає. Щоб вступити в реакцію, дві хімічні частинки повинні зблизитися, тому швидкість реакції залежить від кількості зіткнень між ними. Збільшення числа частинок в даному обсязі призводить до більш частих зіткнень і зростання швидкості реакції. Для гомогенних реакцій підвищення концентрації однієї чи кількох реагуючих речовин призведе до збільшення швидкості реакції. При зниженні концентрації спостерігається протилежний ефект. Концентрація речовин у розчині може бути змінена шляхом додавання або видалення сфери реакції реагуючих речовин або розчинника. У газах концентрація однієї з речовин може бути збільшена шляхом введення додаткової кількості цієї речовини реакційну суміш. Концентрації всіх газоподібних речовинможна збільшити одночасно, зменшуючи обсяг, який займає сумішшю. У цьому швидкість реакції зросте. Збільшення обсягу призводить до зворотного результату. Швидкість гетерогенних реакцій залежить від площі поверхні зіткнення речовин, тобто. від ступеня подрібнення речовин, повноти змішування реагентів, а також стану кристалічних структур твердих тіл. Будь-які порушення у кристалічній структурі викликають збільшення реакційної здатності твердих тіл, т.к. для руйнування міцної кристалічної структури потрібна додаткова енергія. Розглянемо горіння деревини. Ціле поліно горить у повітрі порівняно повільно. Якщо збільшити поверхню зіткнення дерева з повітрям, розколів поліно на тріски, швидкість горіння збільшиться. Водночас деревина горить у чистому кисні значно швидше, ніж на повітрі, яке містить лише близько 20% кисню. Для протікання хімічної реакції має відбутися зіткнення частинок атомів, молекул або іонів. Внаслідок зіткнень відбувається перегрупування атомів і виникають нові хімічні зв'язки, що призводить до утворення нових речовин. Імовірність зіткнення двох частинок досить висока, ймовірність одночасного зіткнення трьох частинок значно менше. Одночасне зіткнення чотирьох часток надзвичайно малоймовірне. Тому більшість реакцій протікає у кілька стадій, кожної з яких відбувається взаємодія трохи більше трьох частинок. Реакція окиснення бромоводню протікає з помітною швидкістю при 400–600 °С: 4НВr + O2 = 2Н2О + 2Вr2. Відповідно до рівняння реакції одночасно має зіткнутися п'ять молекул. Однак ймовірність такої події практично дорівнює нулю. Більше того, експериментальні дослідження показали, що підвищення концентрації - або кисню, або бромоводню - збільшує швидкість реакції в одне й те саме число разів. І це при тому, що на кожну молекулу кисню витрачається чотири молекули бромоводню. Детальний розгляд даного процесу показує, що він протікає на кілька стадій: 1) НBr + О 2 = НООВr (повільна реакція); 2) НООВr + НВr = 2НОВr (швидка реакція); 3) НОВr + НВr = Н 2 Про + Вr 2 (швидка реакція). Наведені реакції, так звані елементарні реакції, відображають механізм реакціїокиснення бромоводню киснем. Важливо, що у кожної з проміжних реакцій бере участь лише з дві молекули. Додавання перших двох рівнянь і подвоєного третього дає сумарне рівняння реакції. Загальна швидкість реакції визначається найбільш повільною проміжною реакцією, в якій взаємодіють одна молекула бромоводню і одна молекула кисню. Швидкість елементарних реакцій прямо пропорційна добутку молярних концентрацій з (з- Це кількість речовини в одиниці об'єму, з = /V) реагентів, взятих у ступенях, рівних їх стехіометричним коефіцієнтам ( закон чинних масшвидкості хімічної реакції). Це справедливо лише рівнянь реакцій, відбивають механізми реальних хімічних процесів, коли стехиометрические коефіцієнти перед формулами реагентів відповідають числу взаємодіючих частинок. За кількістю взаємодіючих у реакції молекул розрізняють реакції мономолекулярні, бимолекулярні та тримолекулярні. Наприклад, дисоціація молекулярного йоду на атоми: I 2 = 2I – мономолекулярна реакція. Взаємодія йоду з воднем: I 2 + Н 2 = 2HI - Бімолекулярна реакція. Закон мас для хімічних реакцій різної молекулярності записується по-різному. Мономолекулярні реакції: А = В + С, = kc A , де k- Константа швидкості реакції. Бімолекулярні реакції: = kc A cСт. Тримолекулярні реакції: = kc 2 A cСт. Енергія активаціїЗіткнення хімічних частинок призводить до хімічної взаємодії лише в тому випадку, якщо частинки, що зіштовхуються, мають енергію, що перевищує деяку певну величину. Розглянемо взаємодію газоподібних речовин, що складаються з молекул А 2 та В 2: А2 + В2 = 2АВ. У ході хімічної реакції відбувається перегрупування атомів, що супроводжується розривом. хімічних зв'язківу вихідних речовинах та утворенням зв'язків у продуктах реакції. При зіткненні молекул, що реагують, спочатку утворюється так званий активований комплекс, У якому відбувається перерозподіл електронної щільності, і лише потім виходить кінцевий продукт реакції: Енергію, необхідну для переходу речовин у стан активованого комплексу, називають енергією активації. Активність хімічних речовинпроявляється в низькій енергії активації реакцій за їх участю. Чим нижча енергія активації, тим вища швидкість реакції. Наприклад, у реакціях між катіонами та аніонами енергія активації дуже мала, тому такі реакції протікають майже миттєво. Якщо енергія активації велика, то дуже мала частина зіткнень призводить до утворення нових речовин. Так, швидкість реакції між воднем і киснем за кімнатної температури практично дорівнює нулю. Отже, на швидкість реакції впливає природа реагуючих речовин. Розглянемо для прикладу реакції металів із кислотами. Якщо опустити в пробірки з розведеною сірчаною кислотою однакові шматочки міді, цинку, магнію та заліза, можна побачити, що інтенсивність виділення бульбашок газоподібного водню, що характеризує швидкість протікання реакції, для цих металів суттєво різниться. У пробірці з магнієм спостерігається бурхливе виділення водню, у пробірці з цинком бульбашки газу виділяються дещо спокійніше. Ще повільніше протікає реакція у пробірці із залізом (рис.). Мідь взагалі не вступає в реакцію з розведеною сірчаною кислотою. Таким чином, швидкість реакції залежить від активності металу. При заміні сірчаної кислоти (сильної кислоти) на оцтову (слабку кислоту) швидкість реакції завжди сповільнюється. Можна дійти невтішного висновку, що у швидкість реакції металу з кислотою впливає природа обох реагентів – як металу, і кислоти. Підвищення температурипризводить до підвищення кінетичної енергії хімічних частинок, тобто. збільшує число частинок, що мають енергію вище за енергію активації. При підвищенні температури кількість зіткнень частинок також збільшується, що певною мірою збільшує швидкість реакції. Однак підвищення ефективності зіткнень за рахунок збільшення кінетичної енергії більш впливає на швидкість реакції, ніж збільшення числа зіткнень. При підвищенні температури на десять градусів швидкість збільшується в число разів, що дорівнює температурному коефіцієнту швидкості: = T+10 /T . При підвищенні температури від Tдо T" T" /T = (T"–T)/10. Для багатьох гомогенних реакцій температурний коефіцієнт швидкості дорівнює 24 (правило Вант-Гоффа). Залежність швидкості реакції від температури можна простежити на прикладі взаємодії оксиду міді(II) з розведеною сірчаною кислотою. За кімнатної температури реакція протікає дуже повільно. При нагріванні реакційна суміш швидко забарвлюється у блакитний колір за рахунок утворення сульфату міді(II): СuО + Н 2 SО 4 = СuSO 4 + Н 2 О. Каталізатори та інгібіториБагато реакцій можна прискорити або сповільнити шляхом запровадження деяких речовин. Речовини, що додаються, не беруть участі в реакції і не витрачаються в ході її протікання, але істотно впливають на швидкість реакції. Ці речовини змінюють механізм реакції (у тому числі склад активованого комплексу) та знижують енергію активації, що забезпечує прискорення хімічних реакцій. Речовини – прискорювачі реакцій називають каталізаторамиа саме явище такого прискорення реакції – каталізом. Багато реакцій без каталізаторів протікають дуже повільно або не протікають зовсім. Однією з таких реакцій є розкладання пероксиду водню: 2Н2О2 = 2Н2О+О2. Якщо опустити в посудину з водним розчином пероксиду водню шматочок твердого діоксиду марганцю, почнеться бурхливе виділення кисню. Після видалення діоксиду марганцю реакція практично припиняється. Шляхом зважування неважко переконатися, що діоксид марганцю у процесі не витрачається – він лише каталізує реакцію. Залежно від того, в однакових чи різних агрегатних станахзнаходиться каталізатор та реагуючі речовини, розрізняють гомогенний та гетерогенний каталіз. При гомогенному каталізі каталізатор може прискорити реакцію шляхом утворення проміжних речовин завдяки взаємодії з одним з вихідних реагентів. Наприклад: При гетерогенному каталізі хімічна реакція зазвичай протікає поверхні каталізатора: Каталізатори поширені у природі. Практично всі перетворення речовин живих організмах протікають з участю органічних каталізаторів – ферментів. Каталізатори використовують у хімічному виробництві для прискорення тих чи інших процесів. Крім них застосовують також речовини, що уповільнюють хімічні реакції, – інгібітори. За допомогою інгібіторів, зокрема, захищають метали від корозії. Чинники, що впливають на швидкість хімічної реакції
ЗАВДАННЯ1. Дайте визначення швидкості хімічної реакції. Напишіть вираз кінетичного закону діючих мас для наступних реакцій: а) 2С (тв.) + Про 2 (р.) = 2СО (р.); б) 2НI (р.) = Н 2 (р.) + I 2 (р.). 2. Від чого залежить швидкість хімічної реакції? Наведіть математичний вираз залежності швидкості хімічної реакції від температури. 3. Вкажіть, як впливає швидкість реакції (при постійному обсязі): а) збільшення концентрації реагентів; б) подрібнення твердого реагенту; 4. Розрахуйте швидкість хімічної реакції СО (р.) + Н 2 О (р.) = СО 2 (р.) + Н 2 (р.) у посудині ємністю 1 л, якщо через 1 хв 30 с після її початку кількість речовини водню було 0,32 моль, а через 2 хв 10 с стало 0,44 моль. Як вплине на швидкість реакції збільшення концентрації? 5. В результаті однієї реакції за певний проміжок часу утворилося 6,4 г йодоводороду, а в іншій реакції в тих самих умовах – 6,4 г сірки діоксиду. Порівняйте швидкості цих реакцій. Як зміниться швидкості цих реакцій у разі підвищення температури? 6. Визначте швидкість реакції СО (р.) + Сl 2 (р.) = СОCl 2 (р.), якщо через 20 с після початку реакції вихідна кількість речовини оксиду вуглецю(II) зменшилася з 6 моль у 3 рази (об'єм реактора дорівнює 100 л). Як зміниться швидкість реакції, якщо замість хлору використати менш активний бром? Як зміниться швидкість реакції при введенні 7. У якому разі реакція СaО (тв.) + СО 2 (р.) = СaCO 3 (тв.) протікає швидше: при використанні великих шматків чи порошку оксиду кальцію? Розрахуйте: 8. Взаємодія зразка магнію з хлороводневою кислотою НСl дозволяє отримати 0,02 моль хлориду магнію через 30 с після початку реакції. Визначте, який час можна отримати 0,06 моль хлориду магнію. Е) від 70 до 40 °С швидкість реакції зменшилася у 8 разів; 11. Власник автомашини пофарбував її новою фарбою, а потім виявив, що згідно з інструкцією вона має сохнути 3 години при 105 °С. За який час висохне фарба при 25 °С, якщо температурний коефіцієнт реакції полімеризації, що лежить в основі цього процесу, дорівнює: а) 2; б) 3; в 4? ВІДПОВІДІ НА ЗАВДАННЯ1. а) = kc(Про 2); б) = kc(HI) 2 . 2. T+10 = T . 3. Швидкість реакції збільшується у випадках а, б, г, е; зменшується - в, д, ж; не змінюється - з. 4. 0,003 моль/(лс). При збільшенні концентрації ЗІ швидкість реакції зростає. 5. Швидкість першої реакції у 2 рази нижча. 6. 0,002 моль/(лс). 7. а) 1 моль; б) 100 р. 9. Збільшаться у 2 рази швидкості реакцій д, ж, з; у 4 рази – а, б, е; у 8 разів – в, м. 10. Температурний коефіцієнт: 2 для реакцій б, е; = 2,5 - в, ж; = 3 - д, з; = 3,5 – а, р. а) 768 год (32 діб, тобто більше 1 місяця); |