2.2. Факторы, влияющие на скорость гомогенных реакций.

1. Перечислите основные факторы, влияющие на скорость химической реакции. Есть ли различие в случае гомогенной и гетерогенной реакции? Какое влияние на скорость гомогенных реакций оказывает природа реагирующих веществ? Покажите на нескольких примерах.

Скорость химических реакций зависит от факторов: природы реагирующих веществ; от их концентрации; от температуры; от присутствия катализаторов.

Влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции можно наблюдать на примере взаимодействия фтора с водородом – реакция идет с взрывом, даже в темноте, и хлора с водородом – реакция идет медленно, даже на свету.

Зависимость скорости реакции от концентрации определяется законом действия масс (з.д.м.): при постоянной температуре скорость химической реакции пропорциональна произведению концентрации реагирующих веществ, возведенных в степени равным их стехиометрическим коэффициентам.

2.2.1. Влияние концентрации реагентов.

1. Сформулируйте основной закон химической кинетики - закон действующих масс. Приведите его математическое выражение (уравнение) для: а) элементарной реакции и б) для данной изучаемой реакции. Чем отличаются эти уравнения? Как называются?

2. Какую количественную зависимость устанавливает закон действующих масс: v = f(?)? Назовите и охарактеризуйте каждую из величин, входящих в кинетическое уравнение дл простой (элементарной) реакции.

Действующих масс закон, один из основных законов физической химии; устанавливает зависимость скорости химической реакции от концентраций реагирующих веществ и соотношение между концентрациями (или активностями) продуктов реакции и исходных веществ в состоянии химического равновесия. Норвежские учёные К. Гульдберг и П. Вааге, сформулировавшие Д. м. з. в 1864—67, назвали "действующей массой" вещества его количество в единице объёма, т. е. концентрацию, отсюда — наименование закона.

Если в идеальной газовой смеси или идеальном жидком растворе происходит реакция:

аА + а'А' = bB + b'B' (1)

(А, А' и т.д. — вещества, а, а' и т.д. — стехиометрические коэффициенты), то, согласно Д. м. з., скорость реакции в прямом направлении:

r+ = k+ [A] a [A'] a' (2)

3. Что называют константой скорости реакции? Каков физический смысл этой величины? От каких факторов зависит значение константы скорости? Какова ее размерность? Как обычно определяют константы скоростей? С какой целью это делается?

Константа скорости реакции (удельная скорость реакции) — коэффициент пропорциональности в кинетическом уравнении.

Физический смысл константы скорости реакции k следует из уравнения закона действующих масс: k численно равна скорости реакции при концентрации каждого из реагирующих веществ равной 1 моль/л.

Константа скорости реакции зависит от температуры, от природы реагирующих веществ, но не зависит от их концентрации.

Для бимолекулярных реакций типа vAA+vBB: продукты, протекающих при постоянном объеме, согласно действующих масс закону,

где vA и vB - стехиометрич. коэф. реагирующих веществ А и В, k - константа скорости; численно k=v при [А]=[В]=1 моль/л. Для мономолекулярных реакций К. с. имеет размерность с-1, для бимолекулярных - л/моль.с, для тримолекулярных - л2/моль2.с. Помимо истинной К. с. часто имеют дело с эффективной К. с. kэфф в рассматриваемом эксперименте; если, например, бимолекулярная реакция между А и В происходит при большом избытке вещества В и концентрация [В] практически не меняется, кинетич. ур-ние реакции м.б. записано в виде:

4. Дайте определение понятиям:

• порядок реакции по реагенту (частный порядок),

• порядок реакции в целом (общий порядок),

• молекулярность химической реакции.

Какие численные значения могут принимать эти величины? В каком случае эти величины могут быть равны? Как на основе этих понятий классифицируют химические реакции?

5. От чего зависит порядок реакции по реагенту? В каком случае значения порядка реакции по каждому реагенту совпадает со стехиометрическими коэффициентами в химическом уравнении реакции? О чем свидетельствует несоответствие между значениями этих величин?