Скорость химической реакции

Химическая кинетика - это раздел химии, в котором изучают влияние различных факторов на скорость химической реакции и се механизм.

Скоростью химической реакции называют изменение концентрации реагирующих веществ или продуктов реакции (ΔС) в единицу времени . Скорость реакции измеряется в моль/л*с, если она идет во всем объеме системы (гомогенная реакциях и в моль/м² *с, если реакция идет на границе раздела фаз (гетерогенная реакция). Фазой системы называют ее часть, отделенную от других физической границей и обладающую во всех своих частях одинаковым составом и свойствами.

Под механизмом химической реакции понимают последовательность отдельных стадий процесса, приводящих к продуктам реакции. Стадия, имеющая наименьшую скорость, называется лимитирующей.

Основными факторами, влияющими на скорость химической реакции, являются: а) концентрация реагирующих веществ; б) температура; в) наличие катализатора.

ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ РЕАГИРУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ НА

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ

Влияние концентрации на скорость химической реакции выражается законом действия масс: «При постоянной температуре скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам».

В общем виде для реакции аА+ bВ = сС аналитическое выражение закона действия масс будет иметь вид .

Для конкретной реакции I_2(г) + H_2(г) ↔ 2HI_(г) уравнение скорости для прямой реакции будет , а для обратной: . В этих уравнениях и - константы скорости прямой и обратной реакций. Константа скорости - это скорость реакции при концентрации реагирующих веществ, равных единице. Т.о., константу скорости можно рассматривать как удельную скорость.

Сумма показателей степеней в уравнении скорости носит название кажущегося (или формального) порядка реакции n = a + b, а сами показатели определяют порядок реакции по каждому из компонентов. Истинный порядок реакции определяется по уравнению, описывающему скорость лимитирующем стадии процесса.

В случае гетерогенных процессов, когда реакция протекает на границе раздела фаз, в уравнение скорости входят концентрации только газообразных или жидких веществ. Концентрация твердого вещества в процессе реакции остается постоянной и в уравнение скорости реакции не включается.

Например, для гетерогенной реакции Si_(тв) + 2O_2(г) = SiO_2(тв) уравнение скорости прямой реакции будет , а для обратной .