6. Скорость химической реакции. Закон действующих масс (кинетический)

Скоростью химической реакции называется количество вещества, вступающего в реакцию или образующегося при реакции за единицу времени в единице объема системы. Иными словами, скоростью химической реакции называется ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ реагента или продукта в единицу времени.

Количество вещества выражают в МОЛЯХ, а объем в ЛИТРАХ. В этом случае мы получаем удобную для работы величину - КОНЦЕНТРАЦИЮ вещества в моль/л, которая ИЗМЕНЯЕТСЯ в ходе реакции. Таким образом, скоростью реакции называют изменение концентрации какого-нибудь вещества, участвующего в реакции, за единицу времени (например, за секунду или за минуту).

Разницу между тем, что было и тем, что стало, часто обозначают буквой греческого алфавита Δ (дельта) Следовательно, только что приведенное определение математически можно выразить так:

где v - скорость реакции, ΔC - изменение концентрации (в моль/л), а Δτ - интервал времени, в течение которого это изменение произошло (сек). Следовательно, размерность у скорости реакции такая: "моль/л · сек".

ЗАКОН ДЕЙСТВУЮЩИХ МАСС: при постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению молярных концентраций реагентов.

Название основного закона химической кинетики связано с работами норвежских ученых Гульдберга и Вааге, опубликованными в 1864 и 1867 гг. Этими исследователями было экспериментально показано, что скорость реакции пропорциональна произведению "масс реагентов в реакции", то есть "действующих масс", откуда и возникло название.

Кинетическое уравнение: v = k[A]a[B]b[C]c

Оно представляет собой произведение концентраций реагентов, каждая из которых взята в степени, равной числу молей соответствующего вещества в полном уравнении реакции.

Пример: K2Cr2O7 + 14 HI = 3 I2 + 2 CrI3 + 2 KI + 7 H2O

v = k[K2Cr2O7]

7. Зависимость скорости химической реакции от температуры. Температурный коэффициент. Правило Вант-Гоффа. Теория активации.

Изменение скорости реакции с изменением температуры объясняет теория активации. Согласно этой теории в химическое взаимодействие вступают только активные молекулы (частицы), обладающие энергией, достаточной для осуществления данной реакции. Неактивные частицы можно сделать активными, если сообщить им необходимую дополнительную энергию, - этот процесс называется активацией. Один из способов активации - увеличение температуры: при повышении температуры число активных частиц сильно возрастает, благодаря чему резко увеличивается ско­рость. Энергия, которую надо сообщить молекулам (частицам) реагирующих веществ, чтобы превратить их в активные, называется энергией активации. Её определяют опытным путем, обозначают буквой Еa и обычно выражают в кДж/моль. Так, например, для соединения водорода и иода (Н2 + I2 = 2НI) Еа = 167,4 кДж/моль, а для распада иодоводорода (2НI = Н2 + I2) Еа = 186,2 кДж/моль.

Температурным коэффициентом скорости реакции называется отношение констант скорости реакции при двух температурах, отличающихся на 10°, Температурный коэффициент скорости реакции показывает, во сколько раз изменится константа скорости реакции при изменении температуры на 10° С.

П равило Вант-Гоффа: при повышении температуры на каждые 10 °C скорость большинства реакции возрастает в 2-4 раза, а при понижении температуры на 10 °C скорость реакции во столь ко же раз уменьшается.