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

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

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

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 ...

अनेक 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

- (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

एका पदार्थाचे दुसऱ्या पदार्थात 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 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.

रासायनिक अभिक्रियाचा दर

"रासायनिक अभिक्रियाचा दर" हा विषय कदाचित शालेय अभ्यासक्रमातील सर्वात गुंतागुंतीचा आणि वादग्रस्त आहे. हे भौतिक रसायनशास्त्राच्या शाखांपैकी एक, रासायनिक गतिशास्त्राच्या जटिलतेमुळे आहे. "रासायनिक अभिक्रियाचा दर" या संकल्पनेची व्याख्या आधीच संदिग्ध आहे (उदाहरणार्थ, "केमिस्ट्री", 2001, क्रमांक 28, वृत्तपत्रातील एल.एस. गुझे यांचा लेख पहा.
सह. १२). कोणत्याही रासायनिक प्रणालींवर प्रतिक्रिया दरासाठी वस्तुमान कृतीचा कायदा लागू करण्याचा प्रयत्न करताना आणखी समस्या उद्भवतात, कारण शालेय अभ्यासक्रमाच्या चौकटीत ज्या वस्तूंसाठी गतिज प्रक्रियांचे परिमाणवाचक वर्णन शक्य आहे त्यांची श्रेणी अतिशय संकुचित आहे. मी रासायनिक समतोलावर रासायनिक अभिक्रियाच्या दरासाठी वस्तुमान कृतीचा कायदा वापरण्याच्या चुकीच्यापणावर जोर देऊ इच्छितो.
त्याच वेळी, हा विषय शाळेत अजिबात विचारात घेण्यास नकार देणे चुकीचे ठरेल. अनेक नैसर्गिक आणि तांत्रिक प्रक्रियांच्या अभ्यासात रासायनिक अभिक्रियाच्या दराविषयीच्या कल्पना खूप महत्त्वाच्या आहेत; त्यांच्याशिवाय, उत्प्रेरक आणि उत्प्रेरकांबद्दल, एन्झाईम्ससह बोलणे अशक्य आहे. पदार्थांच्या परिवर्तनाची चर्चा करताना, रासायनिक अभिक्रियेच्या दराविषयी प्रामुख्याने गुणात्मक कल्पना वापरल्या जात असल्या तरी, सर्वात सोप्या परिमाणवाचक गुणोत्तरांचा परिचय अजूनही इष्ट आहे, विशेषतः प्राथमिक अभिक्रियांसाठी.
प्रकाशित लेखात रासायनिक गतीशास्त्राच्या मुद्द्यांवर पुरेशी तपशीलवार चर्चा केली आहे, ज्याची चर्चा शालेय रसायनशास्त्राच्या धड्यांमध्ये केली जाऊ शकते. या विषयातील वादग्रस्त आणि वादग्रस्त पैलू असलेल्या शालेय रसायनशास्त्र अभ्यासक्रमातून वगळणे विशेषतः त्या विद्यार्थ्यांसाठी महत्वाचे आहे जे विद्यापीठात त्यांचे रसायनशास्त्र शिक्षण सुरू ठेवणार आहेत. शेवटी, शाळेत मिळवलेले ज्ञान बहुतेकदा वैज्ञानिक वास्तवाशी संघर्ष करते.

रासायनिक अभिक्रिया वेळेत लक्षणीयरीत्या बदलू शकतात. खोलीच्या तपमानावर हायड्रोजन आणि ऑक्सिजनचे मिश्रण बराच काळ अक्षरशः अपरिवर्तित राहू शकते, परंतु प्रभाव किंवा इग्निशनवर, स्फोट होईल. लोखंडी प्लेट हळूहळू गंजते आणि पांढरा फॉस्फरसचा तुकडा हवेत उत्स्फूर्तपणे प्रज्वलित होतो. एखादी विशिष्ट प्रतिक्रिया तिची प्रगती नियंत्रित करण्यास सक्षम होण्यासाठी किती वेगाने पुढे जाते हे जाणून घेणे महत्त्वाचे आहे.

मूलभूत संकल्पना

दिलेली प्रतिक्रिया किती वेगाने पुढे जाते याचे परिमाणवाचक वैशिष्ट्य म्हणजे रासायनिक अभिक्रियाचा दर, म्हणजेच अभिकर्मकांच्या वापराचा दर किंवा उत्पादने दिसण्याचा दर. या प्रकरणात, प्रतिक्रियेत सामील असलेले कोणते पदार्थ प्रश्नात आहेत हे महत्त्वाचे नाही, कारण ते सर्व प्रतिक्रिया समीकरणाद्वारे एकमेकांशी जोडलेले आहेत. एका पदार्थाचे प्रमाण बदलून, इतर सर्व पदार्थांच्या प्रमाणात संबंधित बदलांचा न्याय करता येतो.

रासायनिक अभिक्रियाचा दर () अभिक्रियाक किंवा उत्पादनाच्या पदार्थाच्या प्रमाणात बदल म्हणतात () वेळेच्या प्रति युनिट () प्रति युनिट खंड (व्ही):

= /(व्ही ).

या प्रकरणात प्रतिक्रिया दर सामान्यतः mol/(l s) मध्ये व्यक्त केला जातो.

वरील अभिव्यक्ती एकसंध माध्यमात होणाऱ्या एकसंध रासायनिक अभिक्रियांचा संदर्भ देते, उदाहरणार्थ वायूंमध्ये किंवा द्रावणात:

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3,

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

घन आणि वायू, घन आणि द्रव इत्यादींच्या संपर्क पृष्ठभागावर विषम रासायनिक अभिक्रिया घडतात. विषम प्रतिक्रियांमध्ये, उदाहरणार्थ, ऍसिडसह धातूंच्या प्रतिक्रियांचा समावेश होतो:

Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2.

या प्रकरणात प्रतिक्रियेचा दर म्हणजे अभिक्रियाकारक किंवा उत्पादनाच्या प्रमाणात बदल () वेळेच्या प्रति युनिट() प्रति युनिट क्षेत्र (एस):

= /(एस ).

विषम प्रतिक्रियेचा दर mol/(m 2 s) मध्ये व्यक्त केला जातो.

रासायनिक अभिक्रिया नियंत्रित करण्यासाठी, केवळ त्यांची गती निश्चित करणेच नव्हे, तर त्यांच्यावर कोणत्या परिस्थितींचा परिणाम होतो हे शोधणे देखील महत्त्वाचे आहे. रासायनिक अभिक्रियांचा दर आणि त्यावरील विविध घटकांच्या प्रभावाचा अभ्यास करणारी रसायनशास्त्राची शाखा म्हणतात रासायनिक गतीशास्त्र.

प्रतिक्रिया देणाऱ्या कणांची टक्कर वारंवारता

रासायनिक अभिक्रियाचा दर ठरवणारा सर्वात महत्त्वाचा घटक आहे एकाग्रता.

अभिक्रियाकांची एकाग्रता वाढत असताना, प्रतिक्रियेचा दर सामान्यतः वाढतो. प्रतिक्रियेमध्ये प्रवेश करण्यासाठी, दोन रासायनिक कण एकमेकांकडे जाणे आवश्यक आहे, म्हणून प्रतिक्रिया दर त्यांच्यामधील टक्करांच्या संख्येवर अवलंबून असतो. दिलेल्या व्हॉल्यूममधील कणांच्या संख्येत वाढ झाल्यामुळे अधिक वारंवार टक्कर होतात आणि प्रतिक्रिया दर वाढतो.

एकसंध अभिक्रियांसाठी, एक किंवा अधिक अभिक्रियाकांची एकाग्रता वाढल्याने प्रतिक्रियेचा दर वाढेल. एकाग्रता कमी झाल्यामुळे, उलट परिणाम दिसून येतो. द्रावणातील पदार्थांची एकाग्रता अभिक्रिया क्षेत्रातून अभिक्रियाक किंवा विद्रावक जोडून किंवा काढून टाकून बदलली जाऊ शकते. वायूंमध्ये, प्रतिक्रिया मिश्रणात या पदार्थाची अतिरिक्त मात्रा समाविष्ट करून एका पदार्थाची एकाग्रता वाढवता येते. मिश्रणाने व्यापलेले प्रमाण कमी करून सर्व वायू पदार्थांची सांद्रता एकाच वेळी वाढवता येते. या प्रकरणात, प्रतिक्रिया दर वाढेल. व्हॉल्यूम वाढल्याने उलट परिणाम होतो.

विषम प्रतिक्रियांचा दर अवलंबून असतो पदार्थांच्या संपर्काचे पृष्ठभाग क्षेत्र, म्हणजे पदार्थ पीसण्याच्या डिग्रीवर, अभिकर्मकांच्या मिश्रणाची पूर्णता, तसेच घन पदार्थांच्या क्रिस्टलीय संरचनांच्या स्थितीवर. क्रिस्टल स्ट्रक्चरमधील कोणत्याही गडबडीमुळे घन पदार्थांच्या प्रतिक्रियाशीलतेत वाढ होते मजबूत स्फटिक रचना नष्ट करण्यासाठी अतिरिक्त ऊर्जा आवश्यक आहे.

लाकडाच्या ज्वलनाचा विचार करा. संपूर्ण लॉग हवेत तुलनेने हळूहळू जळतो. जर आपण हवेसह लाकडाच्या संपर्काची पृष्ठभाग वाढवली, लॉगला चिप्समध्ये विभाजित केले तर बर्निंग रेट वाढेल. त्याच वेळी, हवेच्या तुलनेत शुद्ध ऑक्सिजनमध्ये लाकूड खूप वेगाने जळते, ज्यामध्ये फक्त 20% ऑक्सिजन असते.

रासायनिक अभिक्रिया घडण्यासाठी, कण एकमेकांना भिडले पाहिजेत - अणू, रेणू किंवा आयन. टक्करांच्या परिणामी, अणू पुनर्रचना करतात आणि नवीन रासायनिक बंध तयार होतात, ज्यामुळे नवीन पदार्थ तयार होतात. दोन कणांच्या टक्कर होण्याची शक्यता खूप जास्त आहे, तीन कणांच्या एकाचवेळी टक्कर होण्याची शक्यता खूपच कमी आहे. एकाच वेळी चार कणांची टक्कर होण्याची शक्यता फारच कमी आहे. म्हणून, बहुतेक प्रतिक्रिया अनेक टप्प्यांत पुढे जातात, ज्यापैकी प्रत्येकामध्ये तीनपेक्षा जास्त कण संवाद साधत नाहीत.

हायड्रोजन ब्रोमाइडची ऑक्सिडेशन प्रतिक्रिया 400-600 °C वर लक्षणीय दराने पुढे जाते:

4HBr + O 2 \u003d 2H 2 O + 2Br 2.

प्रतिक्रिया समीकरणानुसार, पाच रेणू एकाच वेळी आदळले पाहिजेत. तथापि, अशा घटनेची संभाव्यता व्यावहारिकदृष्ट्या शून्य आहे. शिवाय, प्रायोगिक अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की एकाग्रता वाढवणे - ऑक्सिजन किंवा हायड्रोजन ब्रोमाइड - समान संख्येने प्रतिक्रिया दर वाढवते. आणि हे असूनही ऑक्सिजनच्या प्रत्येक रेणूसाठी हायड्रोजन ब्रोमाइडचे चार रेणू वापरले जातात.

या प्रक्रियेचे तपशीलवार परीक्षण दर्शविते की ती अनेक टप्प्यांत पुढे जाते:

1) HBr + O 2 = HOOVr (मंद प्रतिक्रिया);

2) HOOVr + HBr = 2NOVr (जलद प्रतिक्रिया);

3) NOVr + HBr = H 2 O + Br 2 (जलद प्रतिक्रिया).

या प्रतिक्रिया, तथाकथित प्राथमिक प्रतिक्रिया, प्रतिबिंबित करा प्रतिक्रिया यंत्रणाऑक्सिजनसह हायड्रोजन ब्रोमाइडचे ऑक्सीकरण. हे लक्षात घेणे महत्वाचे आहे की प्रत्येक मध्यवर्ती प्रतिक्रियांमध्ये फक्त दोन रेणू सामील आहेत. पहिली दोन समीकरणे आणि तिसरी दोनदा जोडल्याने एकूण प्रतिक्रिया समीकरण मिळते. एकूण प्रतिक्रिया दर हा सर्वात मंद मध्यवर्ती प्रतिक्रियेद्वारे निर्धारित केला जातो, ज्यामध्ये हायड्रोजन ब्रोमाइडचा एक रेणू आणि ऑक्सिजनचा एक रेणू परस्परसंवाद करतात.

प्राथमिक प्रतिक्रियांचा दर मोलर सांद्रतेच्या उत्पादनाशी थेट प्रमाणात असतो सह (सहप्रति युनिट व्हॉल्यूम हे पदार्थाचे प्रमाण आहे, सह = /व्ही) अभिकर्मक त्यांच्या स्टोचिओमेट्रिक गुणांकांच्या समान शक्तींमध्ये घेतले जातात ( सामूहिक कारवाईचा कायदारासायनिक अभिक्रियाच्या दरासाठी). हे केवळ प्रतिक्रिया समीकरणांसाठीच खरे आहे जे वास्तविक रासायनिक प्रक्रियेची यंत्रणा प्रतिबिंबित करतात, जेव्हा अभिकर्मक सूत्रांसमोरील स्टोइचियोमेट्रिक गुणांक परस्परसंवादी कणांच्या संख्येशी संबंधित असतात.

प्रतिक्रियेत परस्परसंवाद करणार्‍या रेणूंच्या संख्येनुसार, प्रतिक्रिया मोनोमोलेक्युलर, द्विमोलेक्युलर आणि ट्रायमोलेक्युलर म्हणून ओळखल्या जातात. उदाहरणार्थ, आण्विक आयोडीनचे अणूंमध्ये पृथक्करण: I 2 \u003d 2I - एक मोनोमोलेक्युलर प्रतिक्रिया.

हायड्रोजनसह आयोडीनचा परस्परसंवाद: I 2 + H 2 \u003d 2HI - एक द्विमोलेक्युलर प्रतिक्रिया. वेगवेगळ्या आण्विकतेच्या रासायनिक अभिक्रियांसाठी वस्तुमान क्रियेचा नियम वेगवेगळ्या प्रकारे लिहिला जातो.

मोनोमोलेक्युलर प्रतिक्रिया:

A = B + C,

= kcअ,

कुठे kप्रतिक्रिया दर स्थिर आहे.

द्विआण्विक प्रतिक्रिया:

= kcए cएटी.

त्रिमोलिक्युलर प्रतिक्रिया:

= kc 2A cएटी.

सक्रियता ऊर्जा

रासायनिक कणांच्या टक्करामुळे रासायनिक परस्परसंवाद तेव्हाच होतो जेव्हा आदळणाऱ्या कणांमध्ये विशिष्ट मूल्यापेक्षा जास्त ऊर्जा असते. A 2 आणि B 2 रेणू असलेल्या वायू पदार्थांच्या परस्परसंवादाचा विचार करा:

A 2 + B 2 \u003d 2AB.

रासायनिक अभिक्रियेच्या वेळी, अणूंची पुनर्रचना होते, सुरुवातीच्या पदार्थांमधील रासायनिक बंध तुटणे आणि प्रतिक्रिया उत्पादनांमध्ये बंध तयार होणे. reacting रेणू टक्कर तेव्हा, तथाकथित सक्रिय कॉम्प्लेक्स, ज्यामध्ये इलेक्ट्रॉन घनता पुनर्वितरित केली जाते आणि त्यानंतरच अंतिम प्रतिक्रिया उत्पादन प्राप्त होते:

सक्रिय कॉम्प्लेक्सच्या स्थितीत पदार्थांच्या संक्रमणासाठी आवश्यक ऊर्जा म्हणतात सक्रियता ऊर्जा.

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. जर सक्रियता ऊर्जा जास्त असेल, तर टक्करांचा एक अतिशय लहान भाग नवीन पदार्थांच्या निर्मितीस कारणीभूत ठरतो. अशा प्रकारे, खोलीच्या तपमानावर हायड्रोजन आणि ऑक्सिजन यांच्यातील अभिक्रियाचा दर व्यावहारिकदृष्ट्या शून्य आहे.

त्यामुळे, प्रतिक्रिया दर प्रभावित आहे अभिक्रियाकांचे स्वरूप. उदाहरणार्थ, ऍसिडसह धातूंच्या प्रतिक्रियांचा विचार करा. जर आपण तांबे, जस्त, मॅग्नेशियम आणि लोहाचे एकसारखे तुकडे पातळ सल्फ्यूरिक ऍसिडसह चाचणी ट्यूबमध्ये ठेवले, तर आपण पाहू शकतो की हायड्रोजन वायूच्या फुगे सोडण्याची तीव्रता, जे प्रतिक्रियेचे प्रमाण दर्शवते, या धातूंसाठी लक्षणीय भिन्न आहे. मॅग्नेशियम असलेल्या चाचणी ट्यूबमध्ये, हायड्रोजनची जलद उत्क्रांती दिसून येते, जस्त असलेल्या चाचणी ट्यूबमध्ये, वायूचे फुगे काहीसे शांतपणे सोडले जातात. लोह असलेल्या चाचणी ट्यूबमध्ये प्रतिक्रिया आणखी हळू होते (चित्र). तांबे पातळ सल्फ्यूरिक ऍसिडवर अजिबात प्रतिक्रिया देत नाही. अशा प्रकारे, प्रतिक्रिया दर धातूच्या क्रियाकलापांवर अवलंबून असतो.

जेव्हा सल्फ्यूरिक ऍसिड (मजबूत ऍसिड) अॅसिटिक ऍसिड (कमकुवत ऍसिड) ने बदलले जाते, तेव्हा सर्व प्रकरणांमध्ये प्रतिक्रिया दर लक्षणीयरीत्या कमी होतो. असा निष्कर्ष काढला जाऊ शकतो की धातू आणि आम्ल या दोन्ही अभिक्रियाकांचे स्वरूप आम्लासह धातूच्या प्रतिक्रियेच्या दरावर परिणाम करते.

वाढवा तापमानरासायनिक कणांच्या गतीज उर्जेमध्ये वाढ होते, म्हणजे. सक्रियता उर्जेपेक्षा जास्त ऊर्जा असलेल्या कणांची संख्या वाढवते. जसजसे तापमान वाढते तसतसे कणांच्या टक्करांची संख्या देखील वाढते, ज्यामुळे प्रतिक्रियेचे प्रमाण काही प्रमाणात वाढते. तथापि, गतिज उर्जा वाढवून टक्करांची कार्यक्षमता वाढल्याने टक्करांची संख्या वाढण्यापेक्षा प्रतिक्रिया दरावर अधिक परिणाम होतो.

जेव्हा तापमान दहा अंशांनी वाढते, तेव्हा वेग तापमान गुणांकाच्या समान घटकाने वाढतो:

= ट+10 /ट .

पासून तापमान वाढते तेव्हा टआधी ट"
प्रतिक्रिया दर प्रमाण ट"आणि टसमान
पॉवरमधील वेगाचे तापमान गुणांक ( ट" – ट)/10:

ट" /ट = (ट"–ट)/10.

बर्‍याच एकसंध प्रतिक्रियांसाठी, दराचा तापमान गुणांक 24 (व्हॅन हॉफचा नियम) आहे. तपमानावरील अभिक्रिया दराचे अवलंबित्व तांबे(II) ऑक्साईड आणि सौम्य सल्फ्यूरिक ऍसिडच्या परस्परसंवादाच्या उदाहरणाद्वारे शोधले जाऊ शकते. खोलीच्या तपमानावर, प्रतिक्रिया खूप मंद गतीने पुढे जाते. गरम झाल्यावर, प्रतिक्रिया मिश्रण तांबे(II) सल्फेटच्या निर्मितीमुळे त्वरीत निळे होते:

CuO + H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + H 2 O.

उत्प्रेरक आणि अवरोधक

काही पदार्थांच्या प्रवेशामुळे अनेक प्रतिक्रियांचा वेग वाढू शकतो किंवा कमी होऊ शकतो. जोडलेले पदार्थ प्रतिक्रियेत भाग घेत नाहीत आणि त्याच्या कोर्स दरम्यान वापरत नाहीत, परंतु त्यांचा प्रतिक्रिया दरावर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो. हे पदार्थ प्रतिक्रिया यंत्रणा (सक्रिय केलेल्या कॉम्प्लेक्सच्या रचनेसह) बदलतात आणि सक्रियकरण ऊर्जा कमी करतात, ज्यामुळे रासायनिक अभिक्रियांचा वेग वाढतो. प्रतिक्रियांना गती देणारे पदार्थ म्हणतात उत्प्रेरक, आणि प्रतिक्रियेच्या अशा प्रवेगाची घटना - उत्प्रेरक.

अनेक प्रतिक्रिया उत्प्रेरकांच्या अनुपस्थितीत अतिशय संथपणे किंवा अजिबात होत नाहीत. यापैकी एक प्रतिक्रिया म्हणजे हायड्रोजन पेरोक्साइडचे विघटन:

2H 2 O 2 \u003d 2H 2 O + O 2.

जर तुम्ही घन मॅंगनीज डायऑक्साइडचा तुकडा हायड्रोजन पेरोक्साइडच्या जलीय द्रावणासह भांड्यात कमी केला तर ऑक्सिजनचे जलद प्रकाशन सुरू होईल. मॅंगनीज डायऑक्साइड काढून टाकल्यानंतर, प्रतिक्रिया व्यावहारिकपणे थांबते. वजन करून, हे सत्यापित करणे सोपे आहे की या प्रक्रियेत मॅंगनीज डायऑक्साइड वापरला जात नाही - ते केवळ प्रतिक्रिया उत्प्रेरित करते.

उत्प्रेरक आणि अभिक्रियाक एकाच किंवा वेगवेगळ्या एकत्रीकरण स्थितीत आहेत की नाही यावर अवलंबून, एकसंध आणि विषम उत्प्रेरक वेगळे केले जातात.

एकसंध उत्प्रेरकामध्ये, उत्प्रेरक सुरुवातीच्या अभिक्रियांपैकी एकाशी संवाद साधून मध्यवर्ती तयार करून अभिक्रियाला गती देऊ शकतो. उदाहरणार्थ:

विषम उत्प्रेरकामध्ये, रासायनिक प्रतिक्रिया सामान्यतः उत्प्रेरकाच्या पृष्ठभागावर होते:

उत्प्रेरक निसर्गात मोठ्या प्रमाणावर वितरीत केले जातात. सजीवांमध्ये पदार्थांचे जवळजवळ सर्व परिवर्तन सेंद्रिय उत्प्रेरकांच्या सहभागाने पुढे जातात - एन्झाईम्स.

रासायनिक उत्पादनात उत्प्रेरकांचा वापर विशिष्ट प्रक्रियांना गती देण्यासाठी केला जातो. त्यांच्या व्यतिरिक्त, रासायनिक अभिक्रिया कमी करणारे पदार्थ देखील वापरले जातात, - अवरोधक. इनहिबिटरच्या मदतीने, विशेषतः, ते गंजांपासून धातूंचे संरक्षण करतात.

रासायनिक अभिक्रियाच्या दरावर परिणाम करणारे घटक

वेग वाढवा	वेग कमी करा
रासायनिक सक्रिय अभिकर्मकांची उपस्थिती	रासायनिक निष्क्रिय अभिकर्मकांची उपस्थिती
अभिकर्मकांची एकाग्रता वाढवणे	अभिकर्मकांची एकाग्रता कमी करणे
घन आणि द्रव अभिकर्मकांची पृष्ठभाग वाढवणे	घन आणि द्रव अभिकर्मकांची पृष्ठभाग कमी करणे
तापमानात वाढ	तापमानात घट
उत्प्रेरक उपस्थिती	इनहिबिटरची उपस्थिती

कार्ये

1. रासायनिक अभिक्रियाचा दर परिभाषित करा. खालील प्रतिक्रियांसाठी वस्तुमान क्रियेच्या गतिज नियमासाठी अभिव्यक्ती लिहा:

a) 2C (tv.) + O 2 (g.) \u003d 2CO (g.);

b) 2НI (g.) \u003d H 2 (g.) + I 2 (g.).

2. रासायनिक अभिक्रियाचा दर काय ठरवते? तापमानावरील रासायनिक अभिक्रियेच्या दराच्या अवलंबित्वासाठी गणितीय अभिव्यक्ती द्या.

3. ते प्रतिक्रियेच्या दरावर कसा परिणाम करते ते दर्शवा (स्थिर आवाजावर):

अ) अभिकर्मकांची एकाग्रता वाढवणे;

ब) घन अभिकर्मक पीसणे;
c) तापमान कमी करणे;
ड) उत्प्रेरक परिचय;
e) अभिकर्मकांच्या एकाग्रतेत घट;
e) तापमान वाढ;
g) इनहिबिटरचा परिचय;
h) उत्पादनांच्या एकाग्रतेत घट.

4. रासायनिक अभिक्रियाचा दर मोजा

CO (g) + H 2 O (g) \u003d CO 2 (g) + H 2 (g)

1 लिटर क्षमतेच्या भांड्यात, जर ते सुरू झाल्यानंतर 1 मिनिट 30 सेकंदांनी, हायड्रोजन पदार्थाचे प्रमाण 0.32 mol होते आणि 2 मिनिट 10 s नंतर ते 0.44 mol होते. CO एकाग्रता वाढल्याने प्रतिक्रिया दरावर कसा परिणाम होईल?

5. एका प्रतिक्रियेच्या परिणामी, ठराविक कालावधीत 6.4 ग्रॅम हायड्रोजन आयोडाइड तयार होते आणि त्याच परिस्थितीत दुसर्‍या प्रतिक्रियामध्ये 6.4 ग्रॅम सल्फर डायऑक्साइड तयार होते. या प्रतिक्रियांच्या दरांची तुलना करा. वाढत्या तापमानानुसार या प्रतिक्रियांचे दर कसे बदलतील?

6. प्रतिक्रिया दर निश्चित करा

CO (g.) + Cl 2 (g.) \u003d COCl 2 (g.),

प्रतिक्रिया सुरू झाल्यानंतर 20 सेकंदांनी, कार्बन मोनोऑक्साइड (II) पदार्थाचे प्रारंभिक प्रमाण 6 mol वरून 3 पट कमी झाले (अणुभट्टीची मात्रा 100 l आहे). क्लोरीनऐवजी कमी सक्रिय ब्रोमिन वापरल्यास प्रतिक्रिया दर कसा बदलेल? परिचयानुसार प्रतिक्रिया दर कसा बदलेल
अ) उत्प्रेरक ब) अवरोधक?

7. कोणत्या बाबतीत प्रतिक्रिया आहे

CaO (tv.) + CO 2 (g.) \u003d CaCO 3 (tv.)

जलद चालते: मोठे तुकडे किंवा कॅल्शियम ऑक्साईड पावडर वापरताना? गणना करा:
अ) पदार्थाचे प्रमाण; b) कॅल्शियम कार्बोनेटचे वस्तुमान 10 s मध्ये तयार होते, जर अभिक्रिया दर 0.1 mol/(l s) असेल तर, अणुभट्टीची मात्रा 1 लिटर असेल.

8. हायड्रोक्लोरिक ऍसिड एचसीएलसह मॅग्नेशियमच्या नमुन्याच्या परस्परसंवादामुळे आपल्याला प्रतिक्रिया सुरू झाल्यानंतर 30 एस मॅग्नेशियम क्लोराईडचे 0.02 मोल मिळू शकते. मॅग्नेशियम क्लोराईडचे 0.06 mol मिळविण्यासाठी किती वेळ लागतो ते ठरवा.

ई) 70 ते 40 डिग्री सेल्सियस पर्यंत, प्रतिक्रिया दर 8 पट कमी झाला;
g) 60 ते 40 डिग्री सेल्सियस पर्यंत, प्रतिक्रिया दर 6.25 पट कमी झाला;
h) 40 ते 10 डिग्री सेल्सियस पर्यंत, प्रतिक्रिया दर 27 पट कमी झाला.

11. कारच्या मालकाने ते नवीन पेंटने रंगवले आणि नंतर असे आढळले की सूचनांनुसार, ते 105 डिग्री सेल्सियस तापमानात 3 तास कोरडे असावे. या प्रक्रियेत अंतर्भूत असलेल्या पॉलिमरायझेशन प्रतिक्रियेचे तापमान गुणांक असल्यास 25 °C वर पेंट किती काळ कोरडे होईल: अ) 2; ब) 3; 4 वाजता?

कार्यांची उत्तरे

1. अ) = kc(O 2); b) = kc(HI) २ .

2. ट+10 = ट .

3. a, b, d, f प्रकरणांमध्ये प्रतिक्रिया दर वाढतो; घटते - c, e, g; बदलत नाही -

4. 0.003 mol/(l s). CO ची एकाग्रता जसजशी वाढते तसतसे प्रतिक्रियेचा दर वाढतो.

5. पहिल्या प्रतिक्रियेचा दर 2 पट कमी आहे.

6. 0.002 mol/(l s).

7. अ) 1 मोल; b) 100 ग्रॅम.

9. प्रतिक्रियांचे दर e, g, h 2 पटीने वाढतील; 4 वेळा - a, b, e; 8 वेळा - शहरात.

10. तापमान गुणांक:

2 प्रतिक्रियांसाठी b, f; = 2.5 – c, g; = 3 – e, h; = 3.5 – a, d.

अ) 768 तास (32 दिवस, म्हणजे 1 महिन्यापेक्षा जास्त);
b) 19,683 तास (820 दिवस, म्हणजे 2 वर्षांपेक्षा जास्त);
c) 196,608 तास (8192 दिवस, म्हणजे 22 वर्षे).

मूलभूत संकल्पनांचा अभ्यास केला:

रासायनिक अभिक्रियांचा दर

मोलर एकाग्रता

गतीशास्त्र

एकसंध आणि विषम प्रतिक्रिया

रासायनिक अभिक्रियांच्या दरावर परिणाम करणारे घटक

उत्प्रेरक, अवरोधक

उत्प्रेरक

उलट करता येण्याजोग्या आणि अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया

रासायनिक समतोल

रासायनिक अभिक्रिया ही अशी प्रतिक्रिया असते ज्यामध्ये एका पदार्थापासून इतर पदार्थ मिळतात (मूळ पदार्थापासून नवीन पदार्थ तयार होतात). काही रासायनिक अभिक्रिया सेकंदाच्या अंशांमध्ये (स्फोट) घडतात, तर काहींना मिनिटे, दिवस, वर्षे, दशके इत्यादी लागतात.

उदाहरणार्थ: गनपावडरची जळणारी प्रतिक्रिया प्रज्वलन आणि स्फोटाने त्वरित होते आणि चांदी गडद होण्याची किंवा लोखंडाची गंज (गंज) इतकी हळूहळू पुढे जाते की दीर्घ काळानंतरच त्याचे परिणाम पाळणे शक्य होते.

रासायनिक अभिक्रियेचा वेग दर्शवण्यासाठी, रासायनिक अभिक्रियेच्या दराची संकल्पना वापरली जाते - υ.

रासायनिक अभिक्रियाचा दरप्रति युनिट वेळेत प्रतिक्रियेतील एका अभिक्रियाकाच्या एकाग्रतेतील बदल आहे.

रासायनिक अभिक्रियाचा दर मोजण्याचे सूत्र आहे:

υ =	2 ते 1 पर्यंत	=	∆ एस
t2 - t1	∆t

c 1 - सुरुवातीच्या वेळी पदार्थाची मोलर एकाग्रता t 1

c 2 - सुरुवातीच्या वेळी पदार्थाची मोलर एकाग्रता t 2

रासायनिक अभिक्रियेचा दर प्रतिक्रिया करणार्‍या पदार्थांच्या (प्रारंभिक पदार्थांच्या) मोलर एकाग्रतेमध्ये बदल द्वारे दर्शविला जातो, नंतर t 2> t 1, आणि c 2> c 1 (प्रतिक्रिया पुढे जात असताना सुरुवातीच्या पदार्थांची एकाग्रता कमी होते. ).

मोलर एकाग्रता (चे)प्रति युनिट व्हॉल्यूम हे पदार्थाचे प्रमाण आहे. मोलर एकाग्रता मोजण्याचे एकक [mol/l] आहे.

रासायनिक अभिक्रियांच्या दराचा अभ्यास करणारी रसायनशास्त्राची शाखा म्हणतात रासायनिक गतीशास्त्र. त्याचे कायदे जाणून घेतल्यास, एखादी व्यक्ती रासायनिक प्रक्रिया नियंत्रित करू शकते, त्यांना एक विशिष्ट गती सेट करू शकते.

रासायनिक अभिक्रियेचा दर मोजताना, हे लक्षात ठेवले पाहिजे की प्रतिक्रिया एकसंध आणि विषम मध्ये विभागल्या जातात.

एकसंध प्रतिक्रिया- समान वातावरणात घडणार्‍या प्रतिक्रिया (म्हणजे, अभिकर्मक एकत्रीकरणाच्या समान स्थितीत असतात; उदाहरणार्थ: वायू + वायू, द्रव + द्रव).

विषम प्रतिक्रिया- या एकसंध माध्यमातील पदार्थांमधील प्रतिक्रिया आहेत (एक फेज इंटरफेस आहे, म्हणजे प्रतिक्रिया करणारे पदार्थ एकत्रीकरणाच्या वेगळ्या स्थितीत आहेत; उदाहरणार्थ: वायू + द्रव, द्रव + घन).

रासायनिक अभिक्रियेचा दर मोजण्यासाठी वरील सूत्र केवळ एकसंध अभिक्रियांसाठीच वैध आहे. जर प्रतिक्रिया विषम आहे, तर ती केवळ अभिक्रियाकांच्या दरम्यानच्या इंटरफेसवर होऊ शकते.

विषम प्रतिक्रियेसाठी, दर सूत्रानुसार मोजला जातो:

∆ν - पदार्थाच्या प्रमाणात बदल

S हे इंटरफेसचे क्षेत्रफळ आहे

∆ t हा वेळ मध्यांतर आहे ज्या दरम्यान प्रतिक्रिया झाली

रासायनिक अभिक्रियांचा दर विविध घटकांवर अवलंबून असतो: अभिक्रियाकांचे स्वरूप, पदार्थांचे प्रमाण, तापमान, उत्प्रेरक किंवा अवरोधक.

अभिक्रियांच्या स्वरूपावर प्रतिक्रिया दराचे अवलंबन.

प्रतिक्रिया दराच्या या अवलंबित्वाचे विश्लेषण करूया उदाहरणार्थ: दोन टेस्ट ट्यूबमध्ये ठेवू, ज्यामध्ये समान प्रमाणात हायड्रोक्लोरिक ऍसिड द्रावण (HCl), त्याच क्षेत्राचे धातूचे कण आहेत: पहिल्या चाचणी ट्यूबमध्ये, लोह (Fe) ग्रॅन्युल आणि दुसऱ्यामध्ये - एक मॅग्नेशियम (मिग्रॅ) ग्रॅन्युल. निरीक्षणाच्या परिणामी, हायड्रोजन उत्क्रांती (H 2) च्या दरानुसार, हे दिसून येते की लोहापेक्षा मॅग्नेशियम हायड्रोक्लोरिक ऍसिडशी उच्च दराने प्रतिक्रिया देते.. दिलेल्या रासायनिक अभिक्रियेचा दर धातूच्या स्वरूपावर प्रभाव टाकतो (म्हणजेच मॅग्नेशियम हा लोहापेक्षा अधिक प्रतिक्रियाशील धातू आहे आणि त्यामुळे आम्लावर अधिक जोमाने प्रतिक्रिया देतो).

अभिक्रियाकांच्या एकाग्रतेवर रासायनिक अभिक्रियांच्या दराचे अवलंबन.

प्रतिक्रिया करणार्‍या (प्रारंभिक) पदार्थाची एकाग्रता जितकी जास्त असेल तितक्या वेगाने प्रतिक्रिया पुढे जाईल. याउलट, रिअॅक्टंटची एकाग्रता जितकी कमी असेल तितकी प्रतिक्रिया कमी होईल.

उदाहरणार्थ: आम्ही हायड्रोक्लोरिक ऍसिड (HCl) चे एकाग्र द्रावण एका चाचणी ट्यूबमध्ये आणि हायड्रोक्लोरिक ऍसिडचे पातळ द्रावण दुसर्यामध्ये ओतू. आम्ही दोन्ही टेस्ट ट्यूबमध्ये झिंक (Zn) चे ग्रेन्युल ठेवले. हायड्रोजन उत्क्रांतीच्या दरानुसार, पहिल्या चाचणी नळीमध्ये प्रतिक्रिया अधिक जलद होईल असे आपण निरीक्षण करतो, कारण त्यात हायड्रोक्लोरिक ऍसिडची एकाग्रता दुसऱ्या टेस्ट ट्यूबपेक्षा जास्त आहे.

रासायनिक अभिक्रियेच्या दराचे अवलंबन निश्चित करण्यासाठी, (अभिनय) जनतेच्या कृतीचा कायदा : रासायनिक अभिक्रियेचा दर त्यांच्या गुणांकांच्या समान शक्तींमध्ये घेतलेल्या अभिक्रियाकांच्या एकाग्रतेच्या उत्पादनाशी थेट प्रमाणात असतो.

उदाहरणार्थ, योजनेनुसार पुढे जाणाऱ्या प्रतिक्रियेसाठी: nA + mB → D , रासायनिक अभिक्रियाचा दर सूत्राद्वारे निर्धारित केला जातो:

υ ch.r. = k C (A) n C (B) m , कुठे

υ x.r - रासायनिक प्रतिक्रिया दर

C(A)- परंतु

C (V) - पदार्थाची मोलर एकाग्रताएटी

n आणि m - त्यांचे गुणांक

k- रासायनिक प्रतिक्रिया दर स्थिर (संदर्भ मूल्य).

वस्तुमान कृतीचा कायदा घन अवस्थेत असलेल्या पदार्थांना लागू होत नाही, कारण त्यांची एकाग्रता स्थिर आहे (ते केवळ पृष्ठभागावर प्रतिक्रिया देतात या वस्तुस्थितीमुळे, जे अपरिवर्तित राहते).

उदाहरणार्थ: प्रतिक्रियेसाठी 2 Cu + O 2 \u003d 2 CuO प्रतिक्रिया दर सूत्रानुसार निर्धारित केला जातो:

υ ch.r. \u003d k C (O 2)

समस्या: 2A + B = D प्रतिक्रियेचा दर स्थिरांक 0.005 आहे. पदार्थ A \u003d 0.6 mol / l, पदार्थ B \u003d 0.8 mol / l च्या मोलर एकाग्रतेवर प्रतिक्रिया दराची गणना करा.

तापमानावरील रासायनिक अभिक्रियाच्या दराचे अवलंबन.

हे अवलंबित्व निश्चित केले जाते व्हॅन हॉफ नियम (1884): प्रत्येक 10 डिग्री सेल्सिअस तापमानात वाढ झाल्यास, रासायनिक अभिक्रियाचा दर सरासरी 2-4 पट वाढतो.

तर, हायड्रोजन (H 2) आणि ऑक्सिजन (O 2) यांचा परस्परसंवाद खोलीच्या तपमानावर जवळजवळ होत नाही, म्हणून या रासायनिक अभिक्रियाचा दर इतका कमी आहे. परंतु 500 सेल्सिअस तपमानावर ही प्रतिक्रिया 50 मिनिटांत होते आणि 700 सेल्सिअस तापमानात - जवळजवळ त्वरित.

व्हॅन हॉफ नियमानुसार रासायनिक अभिक्रियाचा दर मोजण्याचे सूत्र:

कुठे: υ t 1 आणि υ t 2 हे t 2 आणि t 1 वर रासायनिक अभिक्रियांचे दर आहेत

γ हे तापमान गुणांक आहे, जे तापमानात 10 डिग्री सेल्सिअस वाढीसह प्रतिक्रिया दर किती वेळा वाढते हे दर्शविते.

प्रतिक्रिया दरात बदल:

2. समस्या विधानातील डेटाला सूत्रामध्ये बदला:

विशेष पदार्थांवर प्रतिक्रिया दराचे अवलंबन - उत्प्रेरक आणि अवरोधक.

उत्प्रेरकएक पदार्थ जो रासायनिक अभिक्रियाचा दर वाढवतो परंतु स्वतः त्यात सहभागी होत नाही.

अवरोधकएक पदार्थ जो रासायनिक अभिक्रिया कमी करतो परंतु त्यात भाग घेत नाही.

उदाहरण: 3% हायड्रोजन पेरॉक्साइड (H 2 O 2) च्या द्रावणासह चाचणी ट्यूबमध्ये, जे गरम केले जाते, चला एक स्मोल्डिंग स्प्लिंटर जोडूया - ते उजळणार नाही, कारण हायड्रोजन पेरोक्साईडच्या पाण्यामध्ये (H 2 O) आणि ऑक्सिजन (O 2) मध्ये विघटन होण्याचा प्रतिक्रिया दर खूप कमी आहे आणि परिणामी ऑक्सिजन ऑक्सिजनची गुणात्मक प्रतिक्रिया (दहन देखभाल) करण्यासाठी पुरेसे नाही. आता चाचणी ट्यूबमध्ये मॅंगनीज (IV) ऑक्साईड (MnO 2) ची थोडीशी काळी पावडर टाकू आणि आपण पाहू की वायू (ऑक्सिजन) बुडबुड्यांची जलद उत्क्रांती सुरू झाली आहे आणि चाचणी ट्यूबमध्ये धूसर मशाल चमकत आहे. MnO 2 हा या प्रतिक्रियेसाठी उत्प्रेरक आहे, त्याने प्रतिक्रियेचा वेग वाढवला, परंतु स्वतः त्यात भाग घेतला नाही (प्रतिक्रियेपूर्वी आणि नंतर उत्प्रेरकाचे वजन करून हे सिद्ध केले जाऊ शकते - त्याचे वस्तुमान बदलणार नाही).

जीवनात, आपल्याला वेगवेगळ्या रासायनिक प्रतिक्रियांचा सामना करावा लागतो. त्यापैकी काही, लोखंडाच्या गंजण्यासारखे, अनेक वर्षे चालू शकतात. इतर, जसे की साखर अल्कोहोलमध्ये आंबण्यास काही आठवडे लागतात. स्टोव्हमधील सरपण काही तासांत जळते आणि इंजिनमधील पेट्रोल एका सेकंदात जळून जाते.

उपकरणे खर्च कमी करण्यासाठी, रासायनिक वनस्पती प्रतिक्रियांचे प्रमाण वाढवतात. आणि काही प्रक्रिया, जसे की अन्न खराब होणे, धातू गंजणे, मंद करणे आवश्यक आहे.

रासायनिक अभिक्रियाचा दरम्हणून व्यक्त केले जाऊ शकते प्रति युनिट वेळेत (n, modulo) पदार्थाच्या प्रमाणात बदल (t) - भौतिकशास्त्रातील गतिमान शरीराच्या गतीची प्रति युनिट वेळेत निर्देशांकांमध्ये बदल म्हणून तुलना करा: υ = Δx/Δt . ज्या वाहिनीमध्ये प्रतिक्रिया घडते त्या जहाजाच्या व्हॉल्यूमवर दर अवलंबून नसावा म्हणून, आम्ही अभिव्यक्तीला प्रतिक्रिया देणार्‍या पदार्थांच्या (v) खंडाने विभाजित करतो, म्हणजे, आम्हाला मिळते.प्रति युनिट व्हॉल्यूम प्रति युनिट वेळेनुसार पदार्थाच्या प्रमाणात बदल, किंवा प्रति युनिट वेळेत एका पदार्थाच्या एकाग्रतेत बदल:

n 2 − n 1
υ = –––––––––– = –––––––– = Δс/Δt (१)
(t 2 − t 1) v Δt v

जेथे c = n / v ही पदार्थाची एकाग्रता असते,

Δ (उच्चार "डेल्टा") हे परिमाणातील बदलासाठी सामान्यतः स्वीकृत पदनाम आहे.

समीकरणामध्ये पदार्थांचे गुणांक भिन्न असल्यास, या सूत्राद्वारे गणना केलेल्या प्रत्येकासाठी प्रतिक्रिया दर भिन्न असेल. उदाहरणार्थ, सल्फर डायऑक्साइडचे 2 मोल 1 लीटरमध्ये 10 सेकंदात 1 मोल ऑक्सिजनसह पूर्णपणे प्रतिक्रिया देतात:

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3

ऑक्सिजनचा वेग असेल: υ \u003d 1: (10 1) \u003d 0.1 mol / l s

आंबट वायू गती: υ \u003d 2: (10 1) \u003d 0.2 mol / l s- परीक्षेत हे लक्षात ठेवण्याची आणि बोलण्याची गरज नाही, हा प्रश्न उद्भवल्यास गोंधळात पडू नये म्हणून एक उदाहरण दिले आहे.

विषम अभिक्रियांचा दर (घन पदार्थांचा समावेश) अनेकदा संपर्क पृष्ठभागांच्या प्रति युनिट क्षेत्रामध्ये व्यक्त केला जातो:

Δn
υ = –––––– (२)
ΔtS

जेव्हा अभिक्रियाक वेगवेगळ्या टप्प्यात असतात तेव्हा प्रतिक्रियांना विषम म्हणतात:

• दुसर्‍या घन, द्रव किंवा वायूसह घन,
• दोन अविचल द्रव
• वायू द्रव.

एकाच टप्प्यात पदार्थांमध्ये एकसंध प्रतिक्रिया घडतात:

• चांगल्या प्रकारे मिसळता येण्याजोग्या द्रवांमध्ये,
• वायू
• द्रावणातील पदार्थ.

रासायनिक अभिक्रियांच्या दरावर परिणाम करणाऱ्या परिस्थिती

1) प्रतिक्रिया दर अवलंबून असते अभिक्रियाकांचे स्वरूप. सोप्या भाषेत सांगायचे तर, भिन्न पदार्थ वेगवेगळ्या दराने प्रतिक्रिया देतात. उदाहरणार्थ, जस्त हायड्रोक्लोरिक ऍसिडवर हिंसकपणे प्रतिक्रिया देते, तर लोह त्याऐवजी हळूहळू प्रतिक्रिया देते.

2) प्रतिक्रिया दर जास्त, जास्त एकाग्रतापदार्थ अत्यंत पातळ ऍसिडसह, जस्तला प्रतिक्रिया होण्यास बराच वेळ लागेल.

3) प्रतिक्रिया दर वाढीसह लक्षणीय वाढते तापमान. उदाहरणार्थ, इंधन जाळण्यासाठी, त्यास आग लावणे आवश्यक आहे, म्हणजेच तापमान वाढवणे. बर्‍याच प्रतिक्रियांसाठी, तापमानात 10 डिग्री सेल्सिअसची वाढ 2-4 च्या घटकासह दरात वाढ होते.

4) वेग विषमप्रतिक्रिया वाढत जातात reactants च्या पृष्ठभाग. यासाठी सॉलिड्स सहसा ठेचले जातात. उदाहरणार्थ, लोह आणि सल्फर पावडर गरम झाल्यावर प्रतिक्रिया देण्यासाठी, लोह लहान भूसाच्या स्वरूपात असणे आवश्यक आहे.

लक्षात घ्या की या प्रकरणात सूत्र (1) निहित आहे! सूत्र (2) प्रति युनिट क्षेत्राचा वेग व्यक्त करतो, म्हणून ते क्षेत्रफळावर अवलंबून राहू शकत नाही.

5) प्रतिक्रिया दर उत्प्रेरक किंवा अवरोधकांच्या उपस्थितीवर अवलंबून असते.

उत्प्रेरकजे पदार्थ रासायनिक अभिक्रियांना गती देतात परंतु ते स्वतः सेवन करत नाहीत. उत्प्रेरक - मॅंगनीज (IV) ऑक्साईडच्या जोडणीसह हायड्रोजन पेरोक्साईडचे जलद विघटन हे एक उदाहरण आहे:

2H 2 O 2 \u003d 2H 2 O + O 2

मॅंगनीज (IV) ऑक्साईड तळाशी राहते आणि ते पुन्हा वापरले जाऊ शकते.

अवरोधक- प्रतिक्रिया कमी करणारे पदार्थ. उदाहरणार्थ, पाईप्स आणि बॅटरीचे आयुष्य वाढवण्यासाठी, वॉटर हीटिंग सिस्टममध्ये गंज अवरोधक जोडले जातात. ऑटोमोबाईलमध्ये, ब्रेक फ्लुइडमध्ये गंज अवरोधक जोडले जातात.

आणखी काही उदाहरणे.