Понятие о скорости химического процесса

Скорость химической реакции определяется числом молекул, реагирующих в единицу времени в единице объема.

Так как это число эквивалентно изменению количества вещества (исходного или продукта) , то можно записать:

Однако, для реакции N₂ + 3H₂→ 2NH₃ убыль водорода превышает убыль азота втрое ,поэтому точнее следует говорить не о скорости химического процесса вообще, а о скорости превращения какого либо компонента или о скорости по некоторому компоненту:

Изучение различных реакций показывает, что скорость превращения может меняться в ходе реакции, т.е.скорость является функцией времени:

W = f (τ). Поэтому вместо средней величины W применяют более точную характеристику быстроты химического превращения – истинную скорость (W ист.)

Такой подход к определению скорости справедлив как для гомогенных, так и для гетерогенных реакций. Однако быстроту гомогенных превращений удобнее характеризовать величиной:

где- производная концентрации по времени. Единицы измерения скорости реакции (W) в CИ 1моль/(л ∙с). В биохимической практике мг/(100мл ∙с).

В химической кинетике широко используется графический метод изображения функциональных зависимостей. Кривая, отражающая изменение какого-либо вещества во времени в ходе химического превращения, называется кинетической кривой.

Рис.1 Кинетическая кривая для продуктов реакции. Рис.2 кинетическая кривая для реагентов

Получив кинетическую кривую для какого-либо компонента, можно легко определить скорость его накопления или расходования графическим дифференцированием кинетической кривой.

Например, среднюю скорость накопления продукта в интервале времени иможно выразить как:

Чтобы выражение для скорости было всегда положительным при убывающей концентрации реагента, необходимо правую часть уравнения записывать с отрицательным знаком:

Величина скорости в каждый момент времени определяется как:

Скорость химической реакции зависит от целого ряда факторов: природы реагирующих веществ, их фазового состояния, текущих концентраций исходных и конечных веществ, температуры и др. Последовательность перечисления факторов соответствует степени их важности.