Скорость химических реакций

 

Под скоростью химической реакции понимается изменение количества вещества за какой-то промежуток времени:

.

Различают скорость реакции в гомогенных (однородных) и гетерогенных (неоднородных) системах. В гомогенных системах реакции протекают по всему объему:

 

.

В гетерогенных системах реакции протекают на границе фаз, поэтому изменение количества вещества относят к площади раздела фаз:

.

 

Скорость реакции зависит от следующих факторов:

• природа реагирующих веществ;
• концентрация реагирующих веществ;
• газовое давление;
• температура.

Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ подчиняется закону действия масс.

Запишем химическую реакцию в общем виде:

 

.

Если считать, что реакция протекает в гомогенной среде, то закон действия масс для неё выглядит следующим образом:

 

,

где

[А] и [В] – молярные концентрации веществ А и В;
а и в – показатели степеней, соответствующие количеству моль веществ А и В;
к – константа скорости реакции, зависящая от температуры, но не зависящая от концентрации реагирующих веществ.

Рассмотрим закон действия масс для конкретных реакций:

 

.

Цинк – твердое вещество, его участие в реакции учитывается константой скорости химической реакции.

Влияние температуры на скорость химической реакции подчиняется уравнению Вант-Гоффа:

 

где

ν - начальная скорость реакции;
ν'- измененная скорость;
γ- температурный коэффициент;
Δt⁰- изменение температуры реакции.

При изменении температуры на 10^oС, скорость реакции изменяется в 2÷4 раза, т. е. температурный коэффициент находится в пределах от 2 до 4.

Зависимость константы скорости реакции от температуры также подчиняется уравнению Вант-Гоффа:

 

 

Пример решения задачи

При 20^oС скорость реакции составляет 0,5. Чему равна скорость той же реакции при 70^oС, если температурный коэффициент равен 2?

Решение

.