रासायनिक अभिक्रियाचा दर

रासायनिक अभिक्रियाचा दर- प्रतिक्रिया स्पेसच्या एककामध्ये प्रति एकक प्रति एकक प्रतिक्रिया करणार्‍या पदार्थांपैकी एकाच्या प्रमाणात बदल. ही रासायनिक गतीशास्त्राची प्रमुख संकल्पना आहे. रासायनिक अभिक्रियेचा दर नेहमीच सकारात्मक असतो, म्हणून, जर तो प्रारंभिक पदार्थाद्वारे निर्धारित केला जातो (प्रतिक्रिया दरम्यान ज्याची एकाग्रता कमी होते), तर परिणामी मूल्य −1 ने गुणाकार केले जाते.

उदाहरणार्थ प्रतिक्रियेसाठी:

गतीसाठी अभिव्यक्ती असे दिसेल:

. प्रत्येक बिंदूवर रासायनिक अभिक्रियाचा दर अणुभट्टीच्या एकाग्रतेच्या प्रमाणात असतो, त्यांच्या स्टोचिओमेट्रिक गुणांकांच्या समान शक्तींपर्यंत वाढवलेला असतो.

प्राथमिक अभिक्रियांसाठी, प्रत्येक पदार्थाच्या एकाग्रता मूल्यावरील घातांक बहुतेकदा त्याच्या स्टोचिओमेट्रिक गुणांकाच्या बरोबरीचा असतो; जटिल प्रतिक्रियांसाठी, हा नियम पाळला जात नाही. एकाग्रता व्यतिरिक्त, खालील घटक रासायनिक अभिक्रियाच्या दरावर परिणाम करतात:

• अभिक्रियाकांचे स्वरूप,
• उत्प्रेरकाची उपस्थिती
• तापमान (हॉफ नियम नाही),
• दबाव
• reactants च्या पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ.

जर आपण A + B → C या सर्वात सोप्या रासायनिक अभिक्रियाचा विचार केला तर आपल्या लक्षात येईल झटपटरासायनिक अभिक्रियाचा दर स्थिर नसतो.

साहित्य

• कुबासोव ए. ए. रासायनिक गतिशास्त्र आणि उत्प्रेरक.
• प्रिगोगिन I., Defey R. केमिकल थर्मोडायनामिक्स. नोवोसिबिर्स्क: नौका, 1966. 510 पी.
• याब्लोन्स्की जी. एस., बायकोव्ह व्ही. आय., गोर्बन ए. एन., उत्प्रेरक प्रतिक्रियांचे काइनेटिक मॉडेल, नोवोसिबिर्स्क: नौका (सायबेरियन शाखा), 1983.- 255 पी.

विकिमीडिया फाउंडेशन. 2010

• इंग्रजीच्या वेल्श बोली
• पाहिले (चित्रपट मालिका)

इतर शब्दकोशांमध्ये "रासायनिक अभिक्रियाचा दर" काय आहे ते पहा:

रासायनिक अभिक्रिया दर- रासायनिक गतीशास्त्राची मूलभूत संकल्पना. साध्या एकसंध अभिक्रियांसाठी, रासायनिक अभिक्रियेचा दर प्रतिक्रिया झालेल्या पदार्थाच्या मोलच्या संख्येतील बदलाने (सिस्टीमच्या स्थिर व्हॉल्यूमवर) किंवा कोणत्याही प्रारंभिक पदार्थाच्या एकाग्रतेतील बदलाद्वारे मोजला जातो ... मोठा विश्वकोशीय शब्दकोश

रासायनिक अभिक्रिया दर- रसायनाची मूलभूत संकल्पना. गतिशास्त्र, ज्या दरम्यान परस्परसंवाद घडला त्या कालावधीपर्यंत प्रतिक्रिया झालेल्या पदार्थाच्या प्रमाणाचे (मोल्समध्ये) गुणोत्तर व्यक्त करते. परस्परसंवादादरम्यान अभिक्रियाकांची एकाग्रता बदलत असल्याने, दर सामान्यतः ... ग्रेट पॉलिटेक्निक एनसायक्लोपीडिया

रासायनिक प्रतिक्रिया दर- एक मूल्य जे रासायनिक अभिक्रियाची तीव्रता दर्शवते. प्रतिक्रिया उत्पादनाच्या निर्मितीचा दर म्हणजे प्रति युनिट व्हॉल्यूम प्रति युनिट वेळेच्या प्रतिक्रियेचा परिणाम म्हणून या उत्पादनाची मात्रा (जर प्रतिक्रिया एकसंध असेल तर) किंवा प्रति ... ...

रासायनिक प्रतिक्रिया दर- रासायनिक गतीशास्त्राची मूलभूत संकल्पना. साध्या एकसंध अभिक्रियांसाठी, रासायनिक अभिक्रियेचा दर प्रतिक्रिया केलेल्या पदार्थाच्या मोलच्या संख्येतील बदलाने (सिस्टीमच्या स्थिर व्हॉल्यूमवर) किंवा कोणत्याही प्रारंभिक पदार्थाच्या एकाग्रतेतील बदलाद्वारे मोजला जातो ... विश्वकोशीय शब्दकोश

रासायनिक अभिक्रियाचा दर- रासायनिक अभिक्रियाची तीव्रता दर्शविणारे मूल्य (रासायनिक प्रतिक्रिया पहा). प्रतिक्रिया उत्पादनाच्या निर्मितीचा दर म्हणजे या उत्पादनाची मात्रा प्रति युनिट वेळेच्या प्रति युनिट व्हॉल्यूममध्ये (जर ... ...

रासायनिक अभिक्रिया दर- मुख्य रसायन संकल्पना. गतीशास्त्र साध्या एकसंध प्रतिक्रियांसाठी S. x. आर. va (सिस्टमच्या स्थिर व्हॉल्यूमवर) प्रतिक्रिया असलेल्या मोल्सच्या संख्येतील बदलाद्वारे किंवा प्रारंभिक इन किंवा प्रतिक्रिया उत्पादनांपैकी कोणत्याही एकाग्रतेतील बदलाद्वारे मोजले जाते (जर सिस्टमची मात्रा ...

रासायनिक प्रतिक्रिया यंत्रणा- अनेकांचा समावेश असलेल्या जटिल प्रतिक्रियांसाठी. टप्पे (साध्या, किंवा प्राथमिक प्रतिक्रिया), यंत्रणा हा टप्प्यांचा एक संच आहे, परिणामी va मधील प्रारंभिक उत्पादनांमध्ये रूपांतरित केले जातात. या प्रतिक्रियांमधील तुमच्यातील मध्यवर्ती रेणू म्हणून काम करू शकतात, ... ... नैसर्गिक विज्ञान. विश्वकोशीय शब्दकोश

न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया- (इंग्रजी न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया) प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया ज्यामध्ये एक न्युक्लियोफाइल अभिकर्मक द्वारे हल्ला केला जातो ज्यामध्ये सामायिक नसलेली इलेक्ट्रॉन जोडी असते. न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियांमध्ये सोडलेल्या गटाला न्यूक्लियोफग म्हणतात. सर्व ... विकिपीडिया

रासायनिक प्रतिक्रिया- काही पदार्थांचे इतरांमध्ये रूपांतर, रासायनिक रचना किंवा संरचनेत मूळपेक्षा वेगळे. प्रत्येक दिलेल्या घटकाच्या अणूंची एकूण संख्या, तसेच स्वतः पदार्थ बनवणारे रासायनिक घटक R. x मध्ये राहतात. अपरिवर्तित; हा आर. x... ग्रेट सोव्हिएत एनसायक्लोपीडिया

रेखाचित्र गती- डाय मधून बाहेर पडताना धातूच्या हालचालीची रेषीय गती, m/s. आधुनिक ड्रॉईंग मशीनवर, ड्रॉइंगचा वेग 50-80 मी/से पर्यंत पोहोचतो. तथापि, वायर ड्रॉइंग दरम्यान देखील, वेग, नियमानुसार, 30-40 m/s पेक्षा जास्त नाही. येथे…… धातुशास्त्राचा विश्वकोशीय शब्दकोश

रासायनिक अभिक्रियेचा दर म्हणजे प्रति युनिट वेळेत अभिक्रियाकांच्या एकाग्रतेतील बदल.

एकसंध अभिक्रियांमध्ये, प्रतिक्रियेची जागा अभिक्रिया जहाजाच्या आकारमानाचा संदर्भ देते आणि विषम अभिक्रियांमध्ये, ज्या पृष्ठभागावर प्रतिक्रिया घडते. रिअॅक्टंट्सची एकाग्रता सामान्यत: mol/l मध्ये व्यक्त केली जाते - 1 लिटर द्रावणात पदार्थाच्या मोलची संख्या.

रासायनिक अभिक्रियेचा दर अणुभट्टीचे स्वरूप, एकाग्रता, तापमान, दाब, पदार्थांची संपर्क पृष्ठभाग आणि त्याचे स्वरूप, उत्प्रेरकांची उपस्थिती यावर अवलंबून असते.

रासायनिक परस्परसंवादात प्रवेश करणार्या पदार्थांच्या एकाग्रतेत वाढ झाल्यामुळे रासायनिक अभिक्रियाचा दर वाढतो. याचे कारण असे की सर्व रासायनिक अभिक्रिया ठराविक संख्येने प्रतिक्रिया करणाऱ्या कणांमध्ये (अणू, रेणू, आयन) घडतात. प्रतिक्रियेच्या जागेच्या आकारमानात हे कण जितके जास्त तितक्या वेळा त्यांची टक्कर होते आणि रासायनिक परस्परसंवाद होतो. रासायनिक प्रतिक्रिया एक किंवा अधिक प्राथमिक कृतींद्वारे (टक्कर) पुढे जाऊ शकते. प्रतिक्रिया समीकरणाच्या आधारे, अभिकर्मकांच्या एकाग्रतेवर प्रतिक्रिया दराच्या अवलंबित्वासाठी अभिव्यक्ती लिहिणे शक्य आहे. जर फक्त एक रेणू प्राथमिक क्रियेत भाग घेत असेल (विघटन प्रतिक्रिया दरम्यान), अवलंबित्व असे दिसेल:

वि= k*[A]

हे मोनोमोलेक्युलर प्रतिक्रियाचे समीकरण आहे. जेव्हा दोन भिन्न रेणू प्राथमिक कृतीमध्ये परस्परसंवाद करतात तेव्हा अवलंबनाचे स्वरूप असते:

वि= k*[A]*[B]

प्रतिक्रियेला द्विमोलेक्युलर म्हणतात. तीन रेणूंच्या टक्करच्या बाबतीत, अभिव्यक्ती वैध आहे:

वि= k*[A]*[B]*[C]

प्रतिक्रियेला ट्रायमोलेक्युलर म्हणतात. गुणांक पदनाम:

वि — गती प्रतिक्रिया;

[ए], [बी], [सी] अभिक्रियाकांची सांद्रता आहे;

k हा आनुपातिकतेचा गुणांक आहे; प्रतिक्रियेचा दर स्थिरांक म्हणतात.

जर अभिक्रियाकांची एकाग्रता एक (1 mol/l) सारखी असेल किंवा त्यांचे उत्पादन एक समान असेल, तर v= k.. दर स्थिरांक अभिक्रियाकांच्या स्वरूपावर आणि तापमानावर अवलंबून असतो. एकाग्रतेवर साध्या प्रतिक्रियांच्या दराचे (म्हणजेच, एका प्राथमिक कृतीद्वारे होणार्‍या प्रतिक्रियांचे) अवलंबित्व वस्तुमान क्रियेच्या कायद्याद्वारे वर्णन केले आहे: रासायनिक अभिक्रियेचा दर त्यांच्या स्टोचिओमेट्रिक गुणांकांच्या सामर्थ्यापर्यंत वाढलेल्या अभिक्रियाकांच्या एकाग्रतेच्या उत्पादनाशी थेट प्रमाणात असतो.

उदाहरणार्थ, 2NO + O 2 = 2NO 2 या प्रतिक्रियेचे विश्लेषण करू.

तिच्यात वि= k*2*

जेव्हा रासायनिक अभिक्रियाचे समीकरण परस्परसंवादाच्या प्राथमिक क्रियेशी सुसंगत नसते, परंतु केवळ प्रतिक्रिया केलेल्या आणि तयार केलेल्या पदार्थांच्या वस्तुमानातील संबंध प्रतिबिंबित करते, तेव्हा एकाग्रतेचे अंश समोरील गुणांकांच्या बरोबरीचे नसतात. प्रतिक्रिया समीकरणातील संबंधित पदार्थांची सूत्रे. अनेक टप्प्यांत पुढे जाणाऱ्या प्रतिक्रियेसाठी, प्रतिक्रिया दर सर्वात मंद (मर्यादित) अवस्थेच्या दराने निर्धारित केला जातो.

अभिक्रियाकांच्या एकाग्रतेवर प्रतिक्रिया दराचे हे अवलंबित्व द्रावणात होणाऱ्या वायू आणि प्रतिक्रियांसाठी वैध आहे. घन पदार्थांचा समावेश असलेल्या प्रतिक्रिया वस्तुमान क्रियेचा नियम पाळत नाहीत, कारण रेणूंचा परस्परसंवाद केवळ इंटरफेसवर होतो. परिणामी, विषम प्रतिक्रियेचा दर देखील प्रतिक्रिया टप्प्यांच्या संपर्क पृष्ठभागाच्या आकारावर आणि स्वरूपावर अवलंबून असतो. पृष्ठभाग जितका मोठा असेल तितक्या वेगाने प्रतिक्रिया पुढे जाईल.

रासायनिक अभिक्रियाच्या दरावर तापमानाचा प्रभाव

रासायनिक अभिक्रियेच्या दरावर तापमानाचा परिणाम व्हॅन हॉफ नियमाद्वारे निर्धारित केला जातो: प्रत्येक 10 तापमानात वाढीसह ° सी, प्रतिक्रिया दर 2-4 पट वाढते.गणितीयदृष्ट्या, हा नियम खालील समीकरणाद्वारे व्यक्त केला जातो:

v t2= v t1*g(t2-t1)/10

कुठे v t1आणि v t2 —तापमान t2 आणि t1 वर प्रतिक्रिया दर; g - प्रतिक्रियेचे तापमान गुणांक - प्रत्येक 10 साठी तापमान वाढीसह प्रतिक्रिया दर किती वेळा वाढतो हे दर्शविणारी संख्या ° C. तापमानावरील रासायनिक अभिक्रियेच्या दराचे इतके महत्त्वपूर्ण अवलंबित्व या वस्तुस्थितीद्वारे स्पष्ट केले जाते की नवीन पदार्थांची निर्मिती प्रतिक्रिया देणार्‍या रेणूंच्या प्रत्येक टक्कराने होत नाही. मूळ कणांमधील बंध तोडण्यासाठी पुरेशी ऊर्जा असलेले केवळ तेच रेणू परस्परसंवाद करतात (सक्रिय रेणू). म्हणून, प्रत्येक प्रतिक्रिया ऊर्जा अडथळा द्वारे दर्शविले जाते. त्यावर मात करण्यासाठी रेणूची गरज असते सक्रियता ऊर्जा -नवीन पदार्थाच्या निर्मितीसाठी दुसर्‍या रेणूशी टक्कर होण्यासाठी रेणूमध्ये काही अतिरिक्त ऊर्जा असणे आवश्यक आहे. वाढत्या तापमानासह, सक्रिय रेणूंची संख्या वेगाने वाढते, ज्यामुळे व्हॅन हॉफ नियमानुसार प्रतिक्रिया दरात तीव्र वाढ होते. प्रत्येक विशिष्ट प्रतिक्रियेची सक्रियता ऊर्जा अभिक्रियाकांच्या स्वरूपावर अवलंबून असते.

सक्रिय टक्करांचा सिद्धांतरासायनिक अभिक्रियाच्या दरावर काही घटकांचा प्रभाव स्पष्ट करण्यास अनुमती देते. या सिद्धांताच्या मुख्य तरतुदी:

• विशिष्ट ऊर्जा असलेल्या अभिक्रियाकांचे कण आदळल्यावर प्रतिक्रिया घडतात.
• अधिक अभिकर्मक कण, ते एकमेकांच्या जितके जवळ असतील, तितकी त्यांची टक्कर होण्याची आणि प्रतिक्रिया होण्याची शक्यता जास्त असते.
• केवळ प्रभावी टक्करांमुळे प्रतिक्रिया येते, म्हणजे. ज्यामध्ये "जुने संबंध" नष्ट होतात किंवा कमकुवत होतात आणि म्हणून "नवीन" तयार होऊ शकतात. हे करण्यासाठी, कणांमध्ये पुरेशी ऊर्जा असणे आवश्यक आहे.
• अभिक्रियाक कणांच्या कार्यक्षम टक्करसाठी आवश्यक असलेल्या किमान अतिरिक्त उर्जेला म्हणतात सक्रियता ऊर्जा Ea.
• रसायनांचा क्रियाकलाप त्यांच्या समावेश असलेल्या प्रतिक्रियांच्या कमी सक्रियतेच्या उर्जेमध्ये प्रकट होतो. सक्रियता ऊर्जा जितकी कमी असेल तितकी प्रतिक्रिया दर जास्त असेल.उदाहरणार्थ, केशन्स आणि अॅनियन्समधील प्रतिक्रियांमध्ये, सक्रियता ऊर्जा खूप कमी असते, म्हणून अशा प्रतिक्रिया जवळजवळ त्वरित पुढे जातात.

उत्प्रेरकाचा प्रभाव

रासायनिक अभिक्रियांच्या दरावर प्रभाव टाकण्याचे सर्वात प्रभावी माध्यम म्हणजे उत्प्रेरकांचा वापर. TO उत्प्रेरक -हे असे पदार्थ आहेत जे प्रतिक्रियेचा दर बदलतात आणि प्रक्रियेच्या शेवटी रचना आणि वस्तुमानात अपरिवर्तित राहतात. दुसऱ्या शब्दांत, प्रतिक्रियेच्या क्षणी, उत्प्रेरक सक्रियपणे रासायनिक प्रक्रियेत भाग घेतो, परंतु अभिक्रिया संपल्यानंतर, अभिकर्मक त्यांची रासायनिक रचना बदलतात, उत्पादनांमध्ये बदलतात आणि उत्प्रेरक त्याच्या मूळ स्वरूपात सोडला जातो. सामान्यत: उत्प्रेरकाची भूमिका प्रतिक्रियेचा दर वाढवणे असते, जरी काही उत्प्रेरक गती वाढवत नाहीत, परंतु प्रक्रिया कमी करतात. उत्प्रेरकांच्या उपस्थितीमुळे रासायनिक अभिक्रियांच्या प्रवेग या घटनेला म्हणतात उत्प्रेरक,आणि मंदी प्रतिबंध

काही पदार्थांचा उत्प्रेरक प्रभाव नसतो, परंतु त्यांचे पदार्थ उत्प्रेरकांची उत्प्रेरक क्षमता झपाट्याने वाढवतात. असे पदार्थ म्हणतात प्रवर्तक. इतर पदार्थ (उत्प्रेरक विष) उत्प्रेरकांची क्रिया कमी करतात किंवा अगदी पूर्णपणे अवरोधित करतात, या प्रक्रियेला म्हणतात. उत्प्रेरक विषबाधा.

कॅटॅलिसिसचे दोन प्रकार आहेत: एकसंधआणि विषम. येथे एकसंध उत्प्रेरक reactants, उत्पादने आणि उत्प्रेरक एक फेज (वायू किंवा द्रव) बनतात. या प्रकरणात, उत्प्रेरक आणि अभिक्रियाकांमध्ये कोणताही इंटरफेस नाही.

वैशिष्ठ्य विषम उत्प्रेरकउत्प्रेरक (सामान्यत: घन पदार्थ) हे अभिक्रियाक आणि प्रतिक्रिया उत्पादनांपेक्षा वेगळ्या टप्प्यात असतात. प्रतिक्रिया सहसा घन पृष्ठभागावर विकसित होते.

एकसंध उत्प्रेरकामध्ये, उत्प्रेरक आणि अभिक्रियाक यांच्यामध्ये कमी सक्रियता उर्जेसह प्रतिक्रिया झाल्यामुळे मध्यवर्ती उत्पादने तयार होतात. विषम उत्प्रेरकामध्ये, दरातील वाढ उत्प्रेरक पृष्ठभागावरील अभिक्रियाकांच्या शोषणाद्वारे स्पष्ट केली जाते. परिणामी, त्यांची एकाग्रता वाढते आणि प्रतिक्रिया दर वाढते.

उत्प्रेरक एक विशेष प्रकरण आहे ऑटोकॅटलिसिसत्याचा अर्थ या वस्तुस्थितीत आहे की रासायनिक प्रक्रिया प्रतिक्रिया उत्पादनांपैकी एकाद्वारे वेगवान होते.

रासायनिक अभिक्रियेचा दर म्हणजे प्रणालीच्या स्थिर व्हॉल्यूमसह प्रति युनिट वेळेत प्रतिक्रिया देणाऱ्या पदार्थांपैकी एकाच्या एकाग्रतेत बदल म्हणून समजले जाते.

सामान्यतः, एकाग्रता mol/L आणि वेळ सेकंद किंवा मिनिटांमध्ये व्यक्त केली जाते. जर, उदाहरणार्थ, एखाद्या अभिक्रियाकर्त्याची प्रारंभिक एकाग्रता 1 mol / l होती आणि प्रतिक्रियेच्या सुरूवातीपासून 4 s नंतर ती 0.6 mol / l झाली, तर सरासरी प्रतिक्रिया दर (1-0.6) च्या बरोबरीचा असेल. / 4 \u003d 0, 1 mol/(l*s).

सरासरी प्रतिक्रिया दर सूत्रानुसार मोजला जातो:

रासायनिक अभिक्रियाचा दर यावर अवलंबून असतो:

अभिक्रियाकांचे स्वरूप.

सोल्यूशन्समध्ये ध्रुवीय बंध असलेले पदार्थ जलद संवाद साधतात, हे या वस्तुस्थितीमुळे आहे की द्रावणातील असे पदार्थ आयन बनवतात जे एकमेकांशी सहजपणे संवाद साधतात.

नॉन-ध्रुवीय आणि कमी-ध्रुवीय सहसंयोजक बंध असलेले पदार्थ वेगवेगळ्या दरांवर प्रतिक्रिया देतात, हे त्यांच्या रासायनिक क्रियाकलापांवर अवलंबून असते.

H 2 + F 2 = 2HF (खोलीच्या तपमानावर स्फोट होऊन खूप वेगाने जाते)

H 2 + Br 2 \u003d 2HBr (हळूहळू जातो, गरम असतानाही)

अभिक्रियाकांची पृष्ठभाग संपर्क मूल्ये (विजातीय साठी)

अभिक्रियात्मक एकाग्रता

प्रतिक्रिया दर त्यांच्या स्टोइचियोमेट्रिक गुणांकांच्या सामर्थ्यापर्यंत वाढलेल्या अभिक्रियाकांच्या एकाग्रतेच्या उत्पादनाशी थेट प्रमाणात आहे.

तापमान

तपमानावरील प्रतिक्रिया दराचे अवलंबित्व व्हॅन हॉफ नियमाद्वारे निर्धारित केले जाते:

प्रत्येक 10 तापमानात वाढीसह 0 बहुतेक प्रतिक्रियांचा दर 2-4 पटीने वाढतो.

उत्प्रेरक उपस्थिती

उत्प्रेरक हे पदार्थ आहेत जे रासायनिक अभिक्रियांचा दर बदलतात.

उत्प्रेरकाच्या उपस्थितीत प्रतिक्रियेच्या दरातील बदलास म्हणतात उत्प्रेरक

दाब

दबाव वाढल्याने, प्रतिक्रिया दर वाढतो (एकसंध साठी)

प्रश्न क्रमांक २६. सामूहिक कृती कायदा. गती स्थिर. सक्रियता ऊर्जा.

सामूहिक कृती कायदा.

ज्या दराने पदार्थ एकमेकांवर प्रतिक्रिया देतात ते त्यांच्या एकाग्रतेवर अवलंबून असते

गती स्थिर.

एकाग्रतेवर प्रतिक्रिया दराचे अवलंबन व्यक्त करणारे रासायनिक अभिक्रियेच्या गतिज समीकरणातील समानुपातिकतेचे गुणांक

दर स्थिरता अभिक्रियाकांच्या स्वरूपावर आणि तापमानावर अवलंबून असते, परंतु त्यांच्या एकाग्रतेवर अवलंबून नसते.

सक्रियता ऊर्जा.

प्रतिक्रिया देणार्‍या पदार्थांच्या रेणूंना (कणांना) सक्रिय करण्यासाठी ऊर्जा दिली पाहिजे

सक्रियता ऊर्जा अभिक्रियाकांच्या स्वरूपावर आणि उत्प्रेरकाच्या उपस्थितीत बदलांवर अवलंबून असते.

एकाग्रतेत वाढ झाल्याने रेणूंची एकूण संख्या आणि त्यानुसार सक्रिय कण वाढतात.

प्रश्न क्रमांक २७. उलट करता येण्याजोग्या आणि अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया. रासायनिक समतोल, समतोल स्थिर. Le Chatelier च्या तत्त्व.

ज्या प्रतिक्रिया केवळ एका दिशेने जातात आणि प्रारंभिक सामग्रीचे अंतिम रूपांतर करून समाप्त होतात त्यांना अपरिवर्तनीय म्हणतात.

उलट करता येण्याजोग्या प्रतिक्रिया अशा असतात ज्या एकाच वेळी दोन परस्पर विरुद्ध दिशेने जातात.

उलट करता येण्याजोग्या प्रतिक्रियांच्या समीकरणांमध्ये, विरुद्ध दिशेने निर्देशित करणारे दोन बाण डाव्या आणि उजव्या बाजूंच्या दरम्यान ठेवलेले असतात. अशा प्रतिक्रियेचे उदाहरण म्हणजे हायड्रोजन आणि नायट्रोजनपासून अमोनियाचे संश्लेषण:

3H 2 + N 2 \u003d 2NH 3

अपरिवर्तनीय अशा प्रतिक्रिया आहेत, ज्या दरम्यान:

परिणामी उत्पादने अवक्षेपित होतात किंवा गॅस म्हणून सोडली जातात, उदाहरणार्थ:

BaCl 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 + 2HCl

Na 2 CO 3 + 2HCl \u003d 2NaCl + CO 2 + H 2 O

पाण्याची निर्मिती:

HCl + NaOH = H 2 O + NaCl

प्रत्यावर्तनीय प्रतिक्रिया अंतापर्यंत पोहोचत नाहीत आणि स्थापनेसह समाप्त होतात रासायनिक समतोल.

रासायनिक समतोल ही प्रतिक्रिया देणार्‍या पदार्थांच्या प्रणालीची स्थिती आहे ज्यामध्ये पुढे आणि उलट प्रतिक्रियांचे दर समान असतात.

रासायनिक समतोलाची स्थिती प्रतिक्रिया देणार्‍या पदार्थांच्या एकाग्रतेवर, तापमानावर आणि वायूंसाठी - दाबाने प्रभावित होते. जेव्हा यापैकी एक पॅरामीटर बदलतो तेव्हा रासायनिक समतोल बिघडतो.

समतोल स्थिर.

उलट करता येण्याजोग्या रासायनिक अभिक्रियेचे वैशिष्ट्य दर्शवणारे सर्वात महत्त्वाचे पॅरामीटर म्हणजे समतोल स्थिरांक K. जर आपण विचारात घेतलेल्या उलट करता येण्याजोग्या प्रतिक्रियेसाठी A + D C + D लिहितो तर समतोल अवस्थेतील फॉरवर्ड आणि रिव्हर्स रिअॅक्शनच्या दरांच्या समानतेची स्थिती - k1[A] समान[B]समान = k2[C]समान[D] समान, जेथे [C] समान [D] समान / [A] समान [B] समान = k1/k2 = K, नंतर K च्या मूल्याला समतोल म्हणतात रासायनिक अभिक्रियाची स्थिरता.

तर, समतोल असताना, अभिक्रिया उत्पादनांच्या एकाग्रतेचे गुणोत्तर आणि अभिक्रिया उत्पादनांच्या एकाग्रतेचे गुणोत्तर तापमान स्थिर असल्यास स्थिर असते (दर स्थिरांक k1 आणि k2 आणि परिणामी, समतोल स्थिरांक K तापमानावर अवलंबून असतो, परंतु असे नाही. अभिक्रियाकांच्या एकाग्रतेवर अवलंबून असते). जर प्रारंभिक पदार्थांचे अनेक रेणू प्रतिक्रियेमध्ये भाग घेतात आणि उत्पादनाचे (किंवा उत्पादनांचे) अनेक रेणू तयार होतात, तर समतोल स्थिरांकाच्या अभिव्यक्तीमधील पदार्थांची एकाग्रता त्यांच्या स्टोचिओमेट्रिक गुणांकांशी संबंधित शक्तींपर्यंत वाढविली जाते. तर 3H2 + N2 2NH3 या प्रतिक्रियेसाठी, समतोल स्थिरांकाची अभिव्यक्ती K = 2 समान / 3 समान अशी लिहिली जाते. समतोल स्थिरांक काढण्याची वर्णन केलेली पद्धत, पुढे आणि उलट प्रतिक्रियांच्या दरांवर आधारित, सामान्य प्रकरणात वापरली जाऊ शकत नाही, कारण जटिल प्रतिक्रियांसाठी एकाग्रतेवरील दराचे अवलंबित्व सामान्यतः साध्या समीकरणाद्वारे व्यक्त केले जात नाही किंवा ते ज्ञात नाही. अजिबात. असे असले तरी, थर्मोडायनामिक्समध्ये हे सिद्ध झाले आहे की समतोल स्थिरांकाचे अंतिम सूत्र योग्य आहे.

वायू संयुगांसाठी, एकाग्रतेऐवजी, समतोल स्थिरांक लिहिताना दाब वापरला जाऊ शकतो; साहजिकच, समीकरणाच्या उजव्या आणि डाव्या बाजूला असलेल्या वायूच्या रेणूंची संख्या समान नसल्यास स्थिरांकाचे संख्यात्मक मूल्य या प्रकरणात बदलू शकते.

Le Chatelier तत्त्व.

समतोल प्रणालीवर कोणताही बाह्य प्रभाव निर्माण झाल्यास, समतोल या प्रभावाचा प्रतिकार करणाऱ्या प्रतिक्रियेच्या दिशेने सरकतो.

रासायनिक संतुलनावर परिणाम होतो:

तापमान बदल. जसजसे तापमान वाढते तसतसे समतोल एंडोथर्मिक अभिक्रियाकडे सरकतो. जसजसे तापमान कमी होते तसतसे समतोल एक्झोथर्मिक अभिक्रियाकडे सरकतो.

दबाव मध्ये बदल. जसजसा दबाव वाढत जातो तसतसे समतोल रेणूंची संख्या कमी करण्याच्या दिशेने सरकते. दबाव कमी झाल्यावर, समतोल रेणूंची संख्या वाढवण्याच्या दिशेने सरकतो.

USE कोडिफायरचे विषय:गती प्रतिक्रिया. विविध घटकांवर त्याचे अवलंबन.

रासायनिक अभिक्रियेचा दर किती वेगाने प्रतिक्रिया घडते हे दर्शवते. अंतराळात कण आदळल्यावर परस्पर क्रिया घडते. या प्रकरणात, प्रतिक्रिया प्रत्येक टक्कराने उद्भवत नाही, परंतु जेव्हा कणांमध्ये योग्य ऊर्जा असते तेव्हाच.

गती प्रतिक्रिया वेळेच्या प्रति युनिट, रासायनिक परिवर्तनात समाप्त होणार्‍या, परस्पर क्रियाशील कणांच्या प्राथमिक टक्करांची संख्या आहे.

रासायनिक अभिक्रियाचा दर निश्चित करणे त्याच्या अंमलबजावणीच्या अटींशी संबंधित आहे. प्रतिक्रिया तर एकसंध- म्हणजे उत्पादने आणि अभिकर्मक एकाच टप्प्यात आहेत - नंतर रासायनिक अभिक्रियाचा दर प्रति युनिट वेळेत पदार्थातील बदल म्हणून परिभाषित केला जातो:

υ = ∆C / ∆t.

जर अभिक्रिया किंवा उत्पादने वेगवेगळ्या टप्प्यात असतील आणि कणांची टक्कर फक्त इंटरफेसवरच घडत असेल तर प्रतिक्रिया म्हणतात. विषम, आणि त्याची गती प्रतिक्रिया पृष्ठभागाच्या प्रति युनिट वेळेत पदार्थाच्या प्रमाणात बदल करून निर्धारित केली जाते:

υ = Δν / (S Δt).

कण अधिक वेळा टक्कर कसे बनवायचे, म्हणजे. कसे रासायनिक अभिक्रियाचा दर वाढवा?

1. वाढवणे हा सर्वात सोपा मार्ग आहे तापमान . तुमच्या भौतिकशास्त्राच्या अभ्यासक्रमावरून तुम्हाला माहीत असेलच की, तापमान हे पदार्थाच्या कणांच्या हालचालींच्या सरासरी गतीज उर्जेचे मोजमाप आहे. जर आपण तापमान वाढवले, तर कोणत्याही पदार्थाचे कण वेगाने फिरू लागतात आणि त्यामुळे अधिक वेळा टक्कर होतात.

तथापि, वाढत्या तापमानासह, रासायनिक अभिक्रियांचे प्रमाण मुख्यतः प्रभावी टक्करांची संख्या वाढते या वस्तुस्थितीमुळे वाढते. जसजसे तापमान वाढते तसतसे सक्रिय कणांची संख्या जे प्रतिक्रियेतील उर्जा अडथळ्यावर मात करू शकतात त्यांची संख्या झपाट्याने वाढते. जर आपण तापमान कमी केले, तर कण अधिक हळू हलू लागतात, सक्रिय कणांची संख्या कमी होते आणि प्रति सेकंद प्रभावी टक्करांची संख्या कमी होते. अशा प्रकारे, जेव्हा तापमान वाढते तेव्हा रासायनिक अभिक्रियाचा दर वाढतो आणि जेव्हा तापमान कमी होते तेव्हा ते कमी होते..

लक्षात ठेवा! हा नियम सर्व रासायनिक अभिक्रियांसाठी (एक्सोथर्मिक आणि एंडोथर्मिकसह) समान कार्य करतो. प्रतिक्रिया दर थर्मल प्रभावावर अवलंबून नाही. एक्झोथर्मिक अभिक्रियांचा दर वाढत्या तापमानासह वाढतो आणि कमी तापमानासह कमी होतो. वाढत्या तापमानासह एंडोथर्मिक प्रतिक्रियांचा दर देखील वाढतो आणि तापमान कमी होताना कमी होतो.

शिवाय, 19व्या शतकात, डच भौतिकशास्त्रज्ञ व्हॅन हॉफ यांना प्रायोगिकरित्या असे आढळून आले की बहुतेक प्रतिक्रिया तापमानात 10 डिग्री सेल्सिअस वाढीसह अंदाजे समान दराने (सुमारे 2-4 पटीने) वाढतात. व्हॅनट हॉफच्या नियमानुसार याप्रमाणे: तापमानात 10 डिग्री सेल्सिअसने वाढ झाल्याने रासायनिक अभिक्रियेच्या दरात 2-4 पट वाढ होते (या मूल्याला रासायनिक अभिक्रिया दर γ चे तापमान गुणांक म्हणतात). प्रत्येक प्रतिक्रियेसाठी तापमान गुणांकाचे अचूक मूल्य निर्धारित केले जाते.

येथे वि 2 - तापमान T 2, v 1 वर प्रतिक्रिया दर - तापमान T 1 वर प्रतिक्रिया दर, γ प्रतिक्रिया दराचे तापमान गुणांक, व्हॅन हॉफ गुणांक आहे.

काही परिस्थितींमध्ये, तापमानाच्या मदतीने प्रतिक्रिया दर वाढवणे नेहमीच शक्य नसते, कारण. तापमान वाढते तेव्हा काही पदार्थ विघटित होतात, काही पदार्थ किंवा सॉल्व्हेंट्स भारदस्त तापमानात बाष्पीभवन होतात, इ. प्रक्रिया अटींचे उल्लंघन केले आहे.

2. एकाग्रता. आपण बदलून प्रभावी टक्करांची संख्या देखील वाढवू शकता एकाग्रता reactants . सामान्यतः वायू आणि द्रवपदार्थांसाठी वापरले जाते, जसे वायू आणि द्रवांमध्ये, कण वेगाने फिरतात आणि सक्रियपणे मिसळले जातात. प्रतिक्रिया देणार्‍या पदार्थांची (द्रव, वायू) एकाग्रता जितकी जास्त असेल तितकी प्रभावी टक्करांची संख्या जास्त आणि रासायनिक अभिक्रियाचा दर जास्त.

1867 मध्ये नॉर्वेजियन शास्त्रज्ञ पी. गुल्डनबर्ग आणि पी. वेज यांच्या कामात मोठ्या प्रमाणावर प्रयोगांवर आधारित आणि त्यांच्यापैकी स्वतंत्रपणे, 1865 मध्ये रशियन शास्त्रज्ञ एन.आय. बेकेटोव्हने रासायनिक गतीशास्त्राचा मूलभूत नियम काढला, जो रासायनिक अभिक्रियेच्या दराचे रिअॅक्टंट्सच्या एकाग्रतेवर अवलंबित्व स्थापित करतो:

रासायनिक अभिक्रियेचा दर हा रासायनिक अभिक्रिया समीकरणातील त्यांच्या गुणांकांच्या समान शक्तींमधील अभिक्रियाकांच्या एकाग्रतेच्या उत्पादनाशी थेट प्रमाणात असतो.

फॉर्मच्या रासायनिक अभिक्रियासाठी: aA + bB = cC + dD वस्तुमान क्रियेचा नियम खालीलप्रमाणे लिहिला आहे:

येथे v रासायनिक अभिक्रियाचा दर आहे,

C A आणि सी बी — पदार्थांची सांद्रता A आणि B, अनुक्रमे, mol/l

k समानुपातिकतेचा गुणांक, प्रतिक्रियेचा दर स्थिर आहे.

उदाहरणार्थ, अमोनिया निर्मिती प्रतिक्रिया साठी:

N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3

सामूहिक कृतीचा कायदा यासारखा दिसतो:

प्रतिक्रिया दर स्थिरांक पदार्थांची एकाग्रता 1 mol / l असल्यास, किंवा त्यांचे उत्पादन 1 असल्यास किती जलद प्रतिक्रिया देईल हे दर्शविते. रासायनिक अभिक्रियेचा दर स्थिरांक तापमानावर अवलंबून असतो आणि प्रतिक्रिया करणार्‍या पदार्थांच्या एकाग्रतेवर अवलंबून नसतो.

वस्तुमान कृतीचा कायदा घन पदार्थांची एकाग्रता विचारात घेत नाही, कारण ते, नियमानुसार, पृष्ठभागावर प्रतिक्रिया देतात आणि प्रति युनिट पृष्ठभागावर प्रतिक्रिया देणार्‍या कणांची संख्या बदलत नाही.

बहुतेक प्रकरणांमध्ये, रासायनिक अभिक्रियामध्ये अनेक सोप्या चरणांचा समावेश असतो, अशा परिस्थितीत रासायनिक अभिक्रिया समीकरण चालू असलेल्या प्रक्रियेचे केवळ एकूण किंवा अंतिम समीकरण दर्शवते. त्याच वेळी, रासायनिक अभिक्रियेचा दर अणुभट्टी, मध्यवर्ती किंवा उत्प्रेरकांच्या एकाग्रतेवर जटिल मार्गाने अवलंबून असतो (किंवा नाही) त्यामुळे गतिज समीकरणाचे अचूक स्वरूप प्रायोगिकरित्या किंवा विश्लेषणाच्या आधारे निर्धारित केले जाते. प्रस्तावित प्रतिक्रिया यंत्रणा. सामान्यतः, जटिल रासायनिक अभिक्रियाचा दर त्याच्या सर्वात मंद चरणाच्या दराने निर्धारित केला जातो ( मर्यादित टप्पा).

3. दबाव.वायूंसाठी, एकाग्रता थेट अवलंबून असते दबाव. दाब वाढला की, वायूंची एकाग्रता वाढते. या अवलंबनाची गणितीय अभिव्यक्ती (आदर्श वायूसाठी) हे मेंडेलीव्ह-क्लेपेयरॉन समीकरण आहे:

pV=νRT

अशा प्रकारे, अभिक्रियाकांमध्ये जर वायूयुक्त पदार्थ असेल तर, येथे जेव्हा दबाव वाढतो तेव्हा रासायनिक अभिक्रियाचा दर वाढतो; जेव्हा दाब कमी होतो तेव्हा तो कमी होतो. .

उदाहरणार्थ.सिलिकॉन ऑक्साईडसह चुनाच्या संलयनाच्या प्रतिक्रियेचा दर कसा बदलेल:

CaCO 3 + SiO 2 ↔ CaSiO 3 + CO 2

वाढत्या दबावासह?

योग्य उत्तर असेल - नाही, कारण. अभिकर्मकांमध्ये कोणतेही वायू नाहीत आणि कॅल्शियम कार्बोनेट एक घन मीठ आहे, पाण्यात अघुलनशील आहे, सिलिकॉन ऑक्साईड एक घन आहे. वायू उत्पादन असेल - कार्बन डायऑक्साइड. परंतु उत्पादने फॉरवर्ड प्रतिक्रियेच्या दरावर परिणाम करत नाहीत.

रासायनिक अभिक्रियेचा दर वाढवण्याचा आणखी एक मार्ग म्हणजे त्यास वेगळ्या मार्गाने निर्देशित करणे, थेट परस्परसंवाद बदलणे, उदाहरणार्थ, पदार्थांच्या A आणि B च्या अनुक्रमिक अभिक्रियांच्या मालिकेसह तिसऱ्या पदार्थ K सह, ज्यासाठी खूप कमी ऊर्जा लागते ( कमी सक्रियकरण उर्जा अडथळा आहे) आणि दिलेल्या स्थितीत थेट प्रतिक्रियेपेक्षा वेगाने पुढे जा. या तिसऱ्या पदार्थाला म्हणतात उत्प्रेरक .

- हे रासायनिक अभिक्रियामध्ये गुंतलेली रसायने आहेत, त्याचा वेग आणि दिशा बदलतात, परंतु खर्च करण्यायोग्य नाहीप्रतिक्रिया दरम्यान (प्रतिक्रियेच्या शेवटी, ते प्रमाण किंवा रचनामध्ये बदलत नाहीत). A + B प्रकाराच्या प्रतिक्रियेसाठी उत्प्रेरकाच्या ऑपरेशनसाठी अंदाजे यंत्रणा खालीलप्रमाणे चित्रित केली जाऊ शकते:

A+K=AK

AK + B = AB + K

उत्प्रेरकाशी संवाद साधताना प्रतिक्रिया दर बदलण्याची प्रक्रिया म्हणतात उत्प्रेरक. जेव्हा प्रतिक्रियेचा दर वाढवणे किंवा विशिष्ट मार्गावर निर्देशित करणे आवश्यक असते तेव्हा उत्प्रेरकांचा उद्योगात मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.

उत्प्रेरकाच्या टप्प्याच्या स्थितीनुसार, एकसंध आणि विषम उत्प्रेरक वेगळे केले जातात.

एकसंध उत्प्रेरक - जेव्हा अभिक्रियाक आणि उत्प्रेरक एकाच टप्प्यात असतात (वायू, द्रावण). ठराविक एकसंध उत्प्रेरक आम्ल आणि तळ आहेत. सेंद्रिय अमाइन इ.

विषम उत्प्रेरक - जेव्हा अभिक्रियाक आणि उत्प्रेरक वेगवेगळ्या टप्प्यात असतात. नियमानुसार, विषम उत्प्रेरक घन पदार्थ असतात. कारण अशा उत्प्रेरकांमध्ये परस्परसंवाद केवळ पदार्थाच्या पृष्ठभागावर होतो, उत्प्रेरकांसाठी एक महत्त्वाची आवश्यकता म्हणजे पृष्ठभागाचे मोठे क्षेत्र. विषम उत्प्रेरक उच्च सच्छिद्रतेने दर्शविले जातात, ज्यामुळे उत्प्रेरक पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ वाढते. अशा प्रकारे, काही उत्प्रेरकांचे एकूण पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ कधीकधी 1 ग्रॅम उत्प्रेरकाच्या 500 चौरस मीटरपर्यंत पोहोचते. मोठे क्षेत्र आणि सच्छिद्रता अभिकर्मकांसह कार्यक्षम परस्परसंवाद सुनिश्चित करते. विषम उत्प्रेरकांमध्ये धातू, जिओलाइट्स - अॅल्युमिनोसिलिकेट गटाचे क्रिस्टलीय खनिजे (सिलिकॉन आणि अॅल्युमिनियम संयुगे) आणि इतर समाविष्ट आहेत.

उदाहरणविषम उत्प्रेरक - अमोनिया संश्लेषण:

N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3

Al 2 O 3 आणि K 2 O अशुद्धी असलेले सच्छिद्र लोह उत्प्रेरक म्हणून वापरले जाते.

रासायनिक अभिक्रिया दरम्यान उत्प्रेरक स्वतःच वापरला जात नाही, परंतु इतर पदार्थ उत्प्रेरकाच्या पृष्ठभागावर जमा होतात, जे उत्प्रेरकाच्या सक्रिय केंद्रांना बांधतात आणि त्याचे कार्य अवरोधित करतात ( उत्प्रेरक विष). उत्प्रेरक पुनर्जन्म करून ते नियमितपणे काढले जाणे आवश्यक आहे.

जैवरासायनिक प्रतिक्रियांमध्ये उत्प्रेरक खूप प्रभावी आहेत. एंजाइम. एंजाइमॅटिक उत्प्रेरक 100% निवडकतेसह अत्यंत कार्यक्षमतेने आणि निवडकपणे कार्य करतात. दुर्दैवाने, एंजाइम तापमान वाढ, मध्यम आंबटपणा आणि इतर घटकांसाठी अत्यंत संवेदनशील असतात; म्हणून, एन्झाइमॅटिक उत्प्रेरक प्रक्रियेच्या औद्योगिक प्रमाणात अंमलबजावणीसाठी अनेक मर्यादा आहेत.

उत्प्रेरकांमध्ये गोंधळ होऊ नये आरंभकर्तेप्रक्रिया आणि अवरोधक. उदाहरणार्थ, मिथेन क्लोरीनेशनची मूलगामी प्रतिक्रिया सुरू करण्यासाठी, अल्ट्राव्हायोलेट विकिरण आवश्यक आहे. तो उत्प्रेरक नाही. काही मूलगामी प्रतिक्रिया पेरोक्साइड रॅडिकल्सद्वारे सुरू केल्या जातात. ते उत्प्रेरक देखील नाहीत.

अवरोधकरासायनिक प्रतिक्रिया कमी करणारे पदार्थ आहेत. इनहिबिटरचे सेवन केले जाऊ शकते आणि रासायनिक अभिक्रियामध्ये भाग घेऊ शकतो. या प्रकरणात, इनहिबिटर उत्प्रेरक नसतात, उलट. उलट उत्प्रेरक तत्त्वानुसार अशक्य आहे - प्रतिक्रिया कोणत्याही परिस्थितीत वेगवान मार्गाचा अवलंब करण्याचा प्रयत्न करेल.

5. अभिक्रियाकांच्या संपर्काचे क्षेत्र. विषम प्रतिक्रियांसाठी, प्रभावी टक्करांची संख्या वाढवण्याचा एक मार्ग आहे प्रतिक्रिया पृष्ठभाग क्षेत्र . अभिक्रिया टप्प्यांचे संपर्क पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ जितके मोठे असेल तितका विषम रासायनिक अभिक्रियाचा दर जास्त असेल. चूर्ण केलेले झिंक समान वस्तुमानाच्या ग्रॅन्युलर झिंकपेक्षा आम्लामध्ये खूप वेगाने विरघळते.

उद्योगात, अभिक्रियाकांच्या संपर्क पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ वाढवण्यासाठी ते वापरतात द्रवीकृत बेड पद्धत. उदाहरणार्थ, उकळत्या थर पद्धतीने सल्फ्यूरिक ऍसिडचे उत्पादन करताना, पायराइट भाजले जाते.

6. अभिक्रियाकांचे स्वरूप . रासायनिक अभिक्रियांचा दर, इतर गोष्टी समान असल्याने, रासायनिक गुणधर्मांवर देखील प्रभाव पडतो, म्हणजे. अभिक्रियाकांचे स्वरूप. कमी सक्रिय पदार्थांमध्ये जास्त सक्रियता अडथळा असतो आणि ते अधिक सक्रिय पदार्थांपेक्षा अधिक हळू प्रतिक्रिया देतात. अधिक सक्रिय पदार्थांमध्ये कमी सक्रियता ऊर्जा असते आणि रासायनिक अभिक्रियांमध्ये प्रवेश करणे खूप सोपे आणि अधिक शक्यता असते.

कमी सक्रियकरण उर्जेवर (40 kJ/mol पेक्षा कमी), प्रतिक्रिया खूप लवकर आणि सहजतेने पुढे जाते. कणांमधील टक्करांचा महत्त्वपूर्ण भाग रासायनिक परिवर्तनामध्ये संपतो. उदाहरणार्थ, सामान्य परिस्थितीत आयन एक्सचेंज प्रतिक्रिया फार लवकर घडतात.

उच्च सक्रियता उर्जेवर (120 kJ/mol पेक्षा जास्त), फक्त थोड्याच टक्करांमुळे रासायनिक परिवर्तन होते. अशा प्रतिक्रियांचे प्रमाण नगण्य आहे. उदाहरणार्थ, नायट्रोजन सामान्य परिस्थितीत ऑक्सिजनशी व्यावहारिकपणे संवाद साधत नाही.

मध्यम सक्रियकरण उर्जेवर (40 ते 120 kJ/mol पर्यंत), प्रतिक्रिया दर सरासरी असेल. अशा प्रतिक्रिया सामान्य परिस्थितीत देखील पुढे जातात, परंतु फार लवकर नाही, जेणेकरून ते उघड्या डोळ्यांनी पाहिले जाऊ शकतात. या प्रतिक्रियांमध्ये सोडियमचा पाण्याशी होणारा संवाद, हायड्रोक्लोरिक ऍसिडसह लोहाचा परस्परसंवाद इ.

जे पदार्थ सामान्य स्थितीत स्थिर असतात त्यांच्यामध्ये उच्च सक्रियता ऊर्जा असते.

रासायनिक अभिक्रियांचा दर. रासायनिक समतोल

योजना:

1. रासायनिक अभिक्रियाच्या दराची संकल्पना.

2. रासायनिक अभिक्रियाच्या दरावर परिणाम करणारे घटक.

3. रासायनिक शिल्लक. शिफ्टिंग बॅलन्सवर परिणाम करणारे घटक. Le Chatelier च्या तत्त्व.

रासायनिक अभिक्रिया वेगवेगळ्या दराने पुढे जातात. जलीय द्रावणातील प्रतिक्रिया फार लवकर पुढे जातात. उदाहरणार्थ, बेरियम क्लोराईड आणि सोडियम सल्फेटचे द्रावण काढून टाकल्यास, बेरियम सल्फेटचे पांढरे अवक्षेपण लगेच होते. इथिलीन ब्रोमिनच्या पाण्याचा रंग लवकर विरघळते, पण लगेच नाही. लोखंडी वस्तूंवर हळूहळू गंज तयार होतो, तांबे आणि कांस्य उत्पादनांवर पट्टिका दिसतात, झाडाची पाने कुजतात.

विज्ञान रासायनिक अभिक्रियाच्या दराच्या अभ्यासात गुंतलेले आहे, तसेच प्रक्रियेच्या परिस्थितीवर त्याचे अवलंबन ओळखण्यात - रासायनिक गतीशास्त्र.

जर प्रतिक्रिया एकसंध माध्यमात पुढे गेल्यास, उदाहरणार्थ, सोल्यूशन किंवा गॅस टप्प्यात, तर प्रतिक्रिया करणार्‍या पदार्थांचा परस्परसंवाद संपूर्ण व्हॉल्यूममध्ये होतो. अशा प्रतिक्रिया म्हणतात एकसंध

एकत्रीकरणाच्या वेगवेगळ्या अवस्थेत असलेल्या पदार्थांमध्ये (उदाहरणार्थ, घन आणि वायू किंवा द्रव यांच्यामध्ये) किंवा एकसंध माध्यम तयार करण्यास सक्षम नसलेल्या पदार्थांमध्ये (उदाहरणार्थ, दोन अविघटनशील द्रव्यांच्या दरम्यान) प्रतिक्रिया उद्भवल्यास. हे केवळ पदार्थांच्या संपर्क पृष्ठभागावर होते. अशा प्रतिक्रिया म्हणतात विषम

एकसंध प्रतिक्रियेचे υ प्रति युनिट प्रति युनिट व्हॉल्यूम पदार्थाच्या प्रमाणात बदल करून निर्धारित केले जाते:

υ \u003d Δ n / Δt ∙ V

जेथे Δ n हा पदार्थांपैकी एकाच्या मोलच्या संख्येतील बदल आहे (बहुतेकदा प्रारंभिक, परंतु प्रतिक्रिया उत्पादन देखील असू शकते), (mol);

V - वायू किंवा द्रावणाची मात्रा (l)

Δ n / V = ​​ΔC (एकाग्रतेत बदल) असल्याने

υ \u003d Δ C / Δt (mol / l ∙ s)

विषम प्रतिक्रियेचे υ हे पदार्थाच्या संपर्क पृष्ठभागाच्या प्रति युनिट वेळेच्या प्रति एकक पदार्थाच्या प्रमाणात बदल करून निर्धारित केले जाते.

υ \u003d Δ n / Δt ∙ S

जेथे Δ n हा पदार्थ (अभिकर्मक किंवा उत्पादन) च्या प्रमाणात बदल आहे, (mol);

Δt वेळ मध्यांतर आहे (s, min);

S - पदार्थांच्या संपर्काचे पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ (cm 2, m 2)

वेगवेगळ्या प्रतिक्रियांचे दर सारखे का नसतात?

रासायनिक अभिक्रिया सुरू होण्यासाठी, अणुभट्टीचे रेणू एकमेकांवर आदळले पाहिजेत. परंतु प्रत्येक टक्करमुळे रासायनिक अभिक्रिया होत नाही. रासायनिक अभिक्रिया घडवून आणण्यासाठी टक्कर होण्यासाठी, रेणूंमध्ये पुरेशी उच्च ऊर्जा असणे आवश्यक आहे. रासायनिक अभिक्रिया होऊन एकमेकांवर आदळणाऱ्या कणांना म्हणतात सक्रियबहुतेक कणांच्या सरासरी ऊर्जेच्या तुलनेत त्यांच्याकडे जास्त ऊर्जा असते - सक्रियकरण ऊर्जा ई कायदा.पदार्थामध्ये सरासरी उर्जेच्या तुलनेत कमी सक्रिय कण असतात, म्हणून, अनेक प्रतिक्रिया सुरू करण्यासाठी, सिस्टमला काही ऊर्जा (प्रकाशाचा फ्लॅश, गरम होणे, यांत्रिक शॉक) पुरवणे आवश्यक आहे.

ऊर्जा अडथळा (मूल्य ई कायदा) भिन्न प्रतिक्रिया भिन्न आहेत, ते जितके कमी असेल तितके सोपे आणि जलद प्रतिक्रिया पुढे जाईल.

2. υ वर परिणाम करणारे घटक(कणांच्या टक्करांची संख्या आणि त्यांची कार्यक्षमता).

1) अभिक्रियाकांचे स्वरूप:त्यांची रचना, रचना => सक्रियता ऊर्जा

▪ कमी ई कायदा, अधिक υ;

तर ई कायदा < 40 кДж/моль, то это значит, что значительная часть столкновений между частицами реагирующих веществ приводит к их взаимодействию, и скорость такой реакции очень большая. Все реакции ионного обмена протекают практически мгновенно, т.к. в этих реакциях участвуют разноименнозаряженные частицы, и энергия активации в этих случаях ничтожно мала.

तर ई कायदा> 120 kJ/mol, याचा अर्थ असा आहे की परस्परसंवादी कणांमधील टक्करांचा केवळ एक नगण्य भाग प्रतिक्रिया देतो. अशा प्रतिक्रियांचे प्रमाण खूप कमी आहे. उदाहरणार्थ, लोखंडाचा गंज, किंवा

सामान्य तापमानात अमोनिया संश्लेषण प्रतिक्रिया लक्षात घेणे जवळजवळ अशक्य आहे.

तर ई कायदामध्यवर्ती मूल्ये आहेत (40 - 120 kJ / mol), तर अशा प्रतिक्रियांचा दर सरासरी असेल. अशा प्रतिक्रियांमध्ये पाणी किंवा इथेनॉलसह सोडियमचा परस्परसंवाद, इथिलीनसह ब्रोमाइन पाण्याचे रंगविरहित होणे इ.

2) तापमान: दर 10 0 C साठी t वर, υ 2-4 वेळा (व्हॅन हॉफ नियम).

υ 2 \u003d υ 1 ∙ γ Δt / 10

टी वर, सक्रिय कणांची संख्या (एस ई कायदा) आणि त्यांची सक्रिय टक्कर.

कार्य १. 0 0 C वर विशिष्ट प्रतिक्रियेचा दर 1 mol/l ∙ h आहे, प्रतिक्रियेचे तापमान गुणांक 3 आहे. 30 0 C वर या अभिक्रियेचा दर किती असेल?

υ 2 \u003d υ 1 ∙ γ Δt / 10

υ 2 \u003d 1 ∙ 3 30-0 / 10 \u003d 3 3 \u003d 27 mol / l ∙ ता

3) एकाग्रता:जितके जास्त, तितक्या वेळा टक्कर आणि υ होतात. वस्तुमान क्रियेच्या नियमानुसार mA + nB = C प्रतिक्रियेसाठी स्थिर तापमानावर:

υ = k ∙ C A m ∙ C B n

जेथे k हा दर स्थिर आहे;

С - एकाग्रता (mol/l)

अभिनय जनतेचा कायदा:

रासायनिक अभिक्रियेचा दर अभिक्रिया समीकरणात त्यांच्या गुणांकांच्या समान शक्तींमध्ये घेतलेल्या अभिक्रियाकांच्या एकाग्रतेच्या उत्पादनाच्या प्रमाणात असते.

W.d.m. घन अवस्थेत प्रतिक्रिया देणाऱ्या पदार्थांची एकाग्रता विचारात घेत नाही, कारण ते पृष्ठभागावर प्रतिक्रिया देतात आणि त्यांची एकाग्रता सामान्यतः स्थिर राहते.

कार्य २. A + 2B → C या समीकरणानुसार प्रतिक्रिया पुढे जाते. पदार्थ B च्या एकाग्रतेमध्ये 3 पटीने वाढ झाल्याने प्रतिक्रियेचा दर किती वेळा आणि कसा बदलेल?

उपाय: υ = k ∙ C A m ∙ C B n

υ \u003d k ∙ C A ∙ C B 2

υ 1 = k ∙ a ∙ 2 मध्ये

υ 2 \u003d k ∙ a ∙ 3 मध्ये 2

υ 1 / υ 2 \u003d a ∙ in 2 / a ∙ 9 in 2 \u003d 1/9

उत्तर: 9 पट वाढवा

वायू पदार्थांसाठी, प्रतिक्रिया दर दबावावर अवलंबून असतो

जितका दाब जास्त तितका वेग जास्त.

4) उत्प्रेरकप्रतिक्रियेची यंत्रणा बदलणारे पदार्थ ई कायदा => υ .

▪ प्रतिक्रियेच्या शेवटी उत्प्रेरक अपरिवर्तित राहतात

▪ एन्झाईम हे जैविक उत्प्रेरक आहेत, प्रथिने निसर्गाने.

▪ अवरोधक - पदार्थ जे ↓ υ

5) विषम प्रतिक्रियांसाठी, υ देखील यावर अवलंबून असते:

▪ अभिक्रियाकांच्या संपर्क पृष्ठभागाच्या स्थितीवर.

तुलना करा: सल्फ्यूरिक ऍसिड द्रावणाचे समान प्रमाण 2 टेस्ट ट्यूबमध्ये ओतले गेले आणि एकाच वेळी एकामध्ये कमी केले गेले - एक लोखंडी खिळे, दुसर्यामध्ये - लोखंडी फाइलिंग. घन पीसल्याने त्याच्या रेणूंची संख्या वाढते जे एकाच वेळी प्रतिक्रिया देऊ शकतात. म्हणून, दुसऱ्या टेस्ट ट्यूबमध्ये प्रतिक्रिया दर पहिल्यापेक्षा जास्त असेल.