Загрузил Alexandra S.

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ

реклама
СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКОЙ
РЕАКЦИИ
ГОМОГЕННЫЕ И ГЕТЕРОГЕННЫЕ СИСТЕМЫ
ГОМОГЕННЫЕ СИСТЕМЫ
Системы, вгутри которых нет
поверхностей раздела,
отделяющих друг от друга
части системы
ГЕТЕРОГЕННЫЕ СИСТЕМЫ
Системы, имеющие
поверхности раздела
Скоростью химической реакции называют изменение
концентрации реагирующих веществ в
единицу времени.
Скорость химической реакции определяется количеством
соударений частиц, приводящих к химическому превращению в
единице объёма в единицу времени.
𝜐 = ΔC \ Δτ,
𝜐 - скорость реакции (моль\л * сек)
ΔC - изменение концентрации реагента (моль/л)
Δτ — промежуток времени, в течение которого произошло
изменение (с)
СКОРОСТЬ РЕАКЦИИ В ГОМОГЕННОЙ
СИСТЕМЕ
𝜐
(гом)
=±
𝛥𝜈
𝑉 ∗𝛥τ
𝜐 (гом) – скорость гомогенной реакции (моль\л*с)
𝛥𝜈 – изменение количества вещества (моль)
V – объем (л)
𝛥τ – изменение времени (с)
СКОРОСТЬ РЕАКЦИИ В ГЕТЕРОГЕННОЙ
СИСТЕМЕ
𝜐
(гет) =
𝛥𝜈
±
𝑆 ∗𝛥τ
Для гетерогенной реакции, скорость реакции
определяется числом молей веществ,
вступивших в или образующихся в результате
реакции в единицу времени на единице
поверхности
𝜐 (гет) – скорость гетерогенной реакции (моль\ м3 *с)
𝛥𝜈 – изменение количества вещества (моль)
S – площадь поверхности раздела фаз (м3)
𝛥τ – изменение времени (с)
Скорость реакции зависит от:
• природы реагирующих веществ,
• температуры,
• концентрации реагентов,
• наличия катализатора
• площади поверхности реагирующих веществ,
• измельчения (для твердых реагентов)
• энергетических воздействий (световое, радиационное
облучение и пр.).
Природа реагирующих веществ (прочность
химических связей в веществе)
Химическая реакция – процесс перераспределения химических
связей между атомами, в результате которого образуются новые
вещества.
Чем прочнее внутренние химические связи в
веществе, тем труднее оно вступает в
реакцию.
Концентрация
Определяется законом действующих масс.
Скорость реакции прямо пропорциональна произведению
концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях,
равных их коэффициентам в уравнении реакции.
НАПРИМЕР: для реакции
nA+mB=pC+qD
Скорость реакции будет равна:
𝜐 =𝓀 САn * CBm
где
𝜐 – скорость реакции
СА и CB – молярные концентрации веществ А и В
𝓀 – константа скорости данной реакции
Площадь соприкосновения веществ
Чем мельче твёрдые частицы, тем больше поверхность
соприкосновения реагирующих веществ, тем больше скорость
химической реакции.
Т.к. реакция происходит лишь в точке
соприкосновенния веществ, если они
образуют гетерогенную систему.
Температура
Для реакций, происходящих при в диапазоне 273-373 градусов
Кельвина, выполняется правило Вант-Гоффа.
Правило Вант-Гоффа
При нагревании системы на 10˚С скорость реакции
возрастает в 2-4 раза
𝜐 = 𝜐0 ∗ 𝛾
𝑡2 − 𝑡1
10
𝜐 – скорость реакции в нагретой или охлажденной
системе
𝜐0 - начальная скорость
𝛾 – температурный коэффициент Вант-Гоффа,
показывающий во сколько раз увеличивается
скорость данной реакции при нагревании на 10оС
Катализ
Катализатор – вещество, изменяющее скорость реакции,
участвует в промежуточных стадиях реакции, но не входит в
состав продуктов реакции.
Основная функция катализатора — образовывать с
исходными веществами более реакционно-способные
промежуточные соединения и комплексы, позволяющие
снизить энергию активации химической реакции.
NO
2SO2 (г.) + O2 (г.)  2SO3 (г.)
1) 2NO (г.) + O2 (г.)  2NO2 (г.)
2) SO2 (г.) + NO2 (г.)  SO3 (г.) + NO (г.)
Катализ
Ингибитор — вещество, замедляющие или предотвращающие
течение различных химических реакций: окисления,
полимеризации, коррозию металлов и др.
Основная функция ингибитора — образовывать с исходными
веществами менее реакционно-способные промежуточные
соединения и комплексы, позволяющие увеличить энергию
активации химической реакции.
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ НА СКОРОСТЬ
ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ
ЗАДАЧА 1.
Скорость некоторой реакции равна 0,01 моль\л*с. Какова будет
концентрация одного из продуктов реакции через 10 мин. После
начала реакции?
ЗАДАЧА 2.
Реакция А (г) + В (г)  2F + D протекает со скоростью 4
моль\л*мин при концентрации А и В соответственно равных 4 и 5
моль\л. Вычислите константу скорости этой реакции.
ЗАДАЧА 3.
В сосуде емкостью 2 л смешали по 2 моль газов А и В. Через 25 с
в сосуде осталось 0,5 моль непрореагировавшего газа А.
Вычислите среднюю скорость реакции
ЗАДАЧА 4
Некоторая реакция протекает со скоростью 2 моль\м*с при 25 оС.
Температурный коэффициент Вант-Гоффа для этой реакции
равен 4. Вычислите скоростью реакции при 5оС для данной
реакции.
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
1. Скорость некоторой реакции равна 10-4 моль\л*с. Какова
будет концентрация одного из продуктов реакции через 5 мин
поле начала реакции?
2. Реакция А(г) + В (г)  2F + D протекает со скоростью 2
моль\л*мин при концентрации А и В соответственно 2 и 0,25
моль\л. Вычислите константу скорости этой реакции.
3. Некоторая реакция протекает со скоростью 5 моль\л*с при
25оС. Температурный коэффициент этой реакции равен 4.
Вычислите скоростью этой реакции при 0оС.
Скачать