Ang bilis ng isang kemikal na reaksyon

Ang bilis ng isang kemikal na reaksyon- pagbabago sa dami ng isa sa mga tumutugong sangkap sa bawat yunit ng oras sa isang yunit ng espasyo ng reaksyon. Ito ay isang pangunahing konsepto ng chemical kinetics. Ang rate ng isang kemikal na reaksyon ay palaging positibo, samakatuwid, kung ito ay tinutukoy ng paunang sangkap (ang konsentrasyon nito ay bumababa sa panahon ng reaksyon), kung gayon ang resultang halaga ay pinarami ng −1.

Halimbawa para sa isang reaksyon:

ang expression para sa bilis ay magiging ganito:

. Ang rate ng isang kemikal na reaksyon sa bawat punto ng oras ay proporsyonal sa mga konsentrasyon ng mga reactant, na itinaas sa mga kapangyarihan na katumbas ng kanilang mga stoichiometric coefficient.

Para sa mga elementarya na reaksyon, ang exponent sa halaga ng konsentrasyon ng bawat sangkap ay madalas na katumbas ng stoichiometric coefficient nito; para sa mga kumplikadong reaksyon, ang panuntunang ito ay hindi sinusunod. Bilang karagdagan sa konsentrasyon, ang mga sumusunod na salik ay nakakaimpluwensya sa bilis ng isang kemikal na reaksyon:

• ang likas na katangian ng mga reactant,
• ang pagkakaroon ng isang katalista
• temperatura (van't Hoff rule),
• presyon,
• ang ibabaw na lugar ng mga reactant.

Kung isasaalang-alang natin ang pinakasimpleng reaksiyong kemikal A + B → C, mapapansin natin iyon instant ang rate ng isang kemikal na reaksyon ay hindi pare-pareho.

Panitikan

• Kubasov A. A. Chemical kinetics at catalysis.
• Prigogine I., Defey R. Chemical thermodynamics. Novosibirsk: Nauka, 1966. 510 p.
• Yablonsky G. S., Bykov V. I., Gorban A. N., Kinetic models of catalytic reactions, Novosibirsk: Nauka (Siberian Branch), 1983.- 255 p.

Wikimedia Foundation. 2010 .

Tingnan kung ano ang "Rate ng isang kemikal na reaksyon" sa iba pang mga diksyunaryo:

Pangunahing konsepto ng kinetika ng kemikal. Para sa mga simpleng homogenous na reaksyon, ang rate ng isang kemikal na reaksyon ay sinusukat sa pamamagitan ng pagbabago sa bilang ng mga moles ng reacted substance (sa isang pare-parehong dami ng system) o sa pamamagitan ng pagbabago sa konsentrasyon ng alinman sa mga panimulang sangkap ... Malaking Encyclopedic Dictionary

RATE NG CHEMICAL REACTION- ang pangunahing konsepto ng chem. kinetics, na nagpapahayag ng ratio ng dami ng na-react na substance (sa mga moles) sa haba ng panahon kung kailan naganap ang pakikipag-ugnayan. Dahil ang mga konsentrasyon ng mga reactant ay nagbabago sa panahon ng pakikipag-ugnayan, ang rate ay karaniwang ... Mahusay na Polytechnic Encyclopedia

rate ng reaksyon ng kemikal- isang halaga na nagpapakilala sa intensity ng isang kemikal na reaksyon. Ang rate ng pagbuo ng isang produkto ng reaksyon ay ang dami ng produktong ito bilang isang resulta ng isang reaksyon sa bawat yunit ng oras bawat dami ng yunit (kung ang reaksyon ay homogenous) o bawat ... ...

Pangunahing konsepto ng kinetika ng kemikal. Para sa mga simpleng homogenous na reaksyon, ang rate ng isang kemikal na reaksyon ay sinusukat sa pamamagitan ng isang pagbabago sa bilang ng mga moles ng reacted substance (sa isang pare-parehong dami ng system) o sa pamamagitan ng isang pagbabago sa konsentrasyon ng alinman sa mga panimulang sangkap ... encyclopedic Dictionary

Isang halaga na nagpapakilala sa intensity ng isang kemikal na reaksyon (Tingnan ang Chemical Reactions). Ang rate ng pagbuo ng isang produkto ng reaksyon ay ang dami ng produktong ito na nagreresulta mula sa reaksyon bawat yunit ng oras sa dami ng yunit (kung ... ...

Pangunahing ang konsepto ng chem. kinetics. Para sa mga simpleng homogenous na reaksyon S. x. R. sinusukat sa pamamagitan ng isang pagbabago sa bilang ng mga moles ng reacted sa va (sa isang pare-parehong dami ng system) o sa pamamagitan ng isang pagbabago sa konsentrasyon ng alinman sa mga inisyal sa in o mga produkto ng reaksyon (kung ang dami ng system ...

Para sa mga kumplikadong reaksyon na binubuo ng ilan. mga yugto (simple, o elementarya na mga reaksyon), ang mekanismo ay isang hanay ng mga yugto, bilang isang resulta kung saan ang mga paunang nasa va ay na-convert sa mga produkto. Ang intermediate sa iyo sa mga reaksyong ito ay maaaring kumilos bilang mga molekula, ... ... Likas na agham. encyclopedic Dictionary

- (English nucleophilic substitution reaction) mga reaksyon ng pagpapalit kung saan ang pag-atake ay isinasagawa ng isang nucleophile reagent na nagdadala ng hindi nakabahaging pares ng elektron. Ang umaalis na grupo sa mga reaksyon ng pagpapalit ng nucleophilic ay tinatawag na nucleofug. Lahat ... Wikipedia

Ang pagbabagong-anyo ng isang sangkap patungo sa isa pa, naiiba sa orihinal sa kemikal na komposisyon o istraktura. Ang kabuuang bilang ng mga atom ng bawat ibinigay na elemento, pati na rin ang mga kemikal na elemento mismo na bumubuo sa mga sangkap, ay nananatili sa R. x. hindi nagbabago; itong R.x... Great Soviet Encyclopedia

bilis ng pagguhit- linear na bilis ng paggalaw ng metal sa labasan mula sa die, m/s. Sa mga modernong drawing machine, ang bilis ng pagguhit ay umabot sa 50-80 m/s. Gayunpaman, kahit na sa panahon ng pagguhit ng wire, ang bilis, bilang panuntunan, ay hindi lalampas sa 30-40 m / s. Sa…… Encyclopedic Dictionary of Metallurgy

Ang rate ng isang kemikal na reaksyon ay nauunawaan bilang isang pagbabago sa konsentrasyon ng isa sa mga tumutugon na sangkap sa bawat yunit ng oras na may pare-parehong dami ng system.

Karaniwan, ang konsentrasyon ay ipinahayag sa mol/L at oras sa mga segundo o minuto. Kung, halimbawa, ang paunang konsentrasyon ng isa sa mga reactant ay 1 mol / l, at pagkatapos ng 4 s mula sa simula ng reaksyon ay naging 0.6 mol / l, kung gayon ang average na rate ng reaksyon ay magiging katumbas ng (1-0.6) / 4 \u003d 0, 1 mol/(l*s).

Ang average na rate ng reaksyon ay kinakalkula ng formula:

Ang bilis ng isang kemikal na reaksyon ay nakasalalay sa:

Ang likas na katangian ng mga reactant.

Ang mga sangkap na may polar bond sa mga solusyon ay nakikipag-ugnayan nang mas mabilis, ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga naturang sangkap sa mga solusyon ay bumubuo ng mga ion na madaling nakikipag-ugnayan sa isa't isa.

Ang mga sangkap na may non-polar at low-polar covalent bond ay tumutugon sa iba't ibang mga rate, depende ito sa kanilang aktibidad sa kemikal.

H 2 + F 2 = 2HF (napupunta nang napakabilis sa isang pagsabog sa temperatura ng silid)

H 2 + Br 2 \u003d 2HBr (mabagal, kahit na pinainit)

Mga halaga ng contact sa ibabaw ng mga reactant (para sa heterogenous)

Mga konsentrasyon ng reactant

Ang rate ng reaksyon ay direktang proporsyonal sa produkto ng mga konsentrasyon ng mga reactant na itinaas sa kapangyarihan ng kanilang mga stoichiometric coefficient.

Mga temperatura

Ang pag-asa ng rate ng reaksyon sa temperatura ay tinutukoy ng panuntunan ng van't Hoff:

na may pagtaas ng temperatura para sa bawat 10 0 ang rate ng karamihan sa mga reaksyon ay tumataas ng 2-4 na beses.

Ang pagkakaroon ng isang katalista

Ang mga katalista ay mga sangkap na nagbabago sa bilis ng mga reaksiyong kemikal.

Ang pagbabago sa rate ng isang reaksyon sa pagkakaroon ng isang katalista ay tinatawag catalysis.

Presyon

Sa pagtaas ng presyon, tumataas ang rate ng reaksyon (para sa homogenous)

Tanong numero 26. Batas ng mass action. Patuloy ang bilis. Pag-activate ng enerhiya.

Batas ng mass action.

ang bilis ng reaksyon ng mga sangkap sa isa't isa ay depende sa kanilang konsentrasyon

Patuloy ang bilis.

koepisyent ng proporsyonalidad sa kinetic equation ng isang kemikal na reaksyon, na nagpapahayag ng pag-asa ng rate ng reaksyon sa konsentrasyon

Ang rate na pare-pareho ay depende sa likas na katangian ng mga reactant at sa temperatura, ngunit hindi nakasalalay sa kanilang mga konsentrasyon.

Pag-activate ng enerhiya.

ang enerhiya na dapat ibigay sa mga molekula (mga partikulo) ng mga tumutugon na sangkap upang gawing aktibo ang mga ito

Ang enerhiya ng pag-activate ay nakasalalay sa likas na katangian ng mga reactant at mga pagbabago sa pagkakaroon ng isang katalista.

Ang pagtaas ng konsentrasyon ay nagdaragdag sa kabuuang bilang ng mga molekula, at, nang naaayon, ang mga aktibong particle.

Tanong numero 27. Mababalik at hindi maibabalik na mga reaksyon. Equilibrium ng kemikal, pare-pareho ang balanse. Prinsipyo ni Le Chatelier.

Ang mga reaksyon na nagpapatuloy lamang sa isang direksyon at nagtatapos sa kumpletong pagbabago ng mga panimulang materyales tungo sa mga huling ay tinatawag na hindi maibabalik.

Ang mga nababalikang reaksyon ay ang mga nagpapatuloy nang sabay-sabay sa dalawang magkasalungat na direksyon.

Sa mga equation ng reversible reactions, dalawang arrow na tumuturo sa magkasalungat na direksyon ay inilalagay sa pagitan ng kaliwa at kanang gilid. Ang isang halimbawa ng naturang reaksyon ay ang synthesis ng ammonia mula sa hydrogen at nitrogen:

3H 2 + N 2 \u003d 2NH 3

Hindi maibabalik ang mga ganitong reaksyon, sa panahon kung saan:

Ang mga resultang produkto ay namuo, o inilalabas bilang isang gas, halimbawa:

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

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

Pagbuo ng tubig:

HCl + NaOH = H 2 O + NaCl

Ang mga nababalikang reaksyon ay hindi umabot sa dulo at nagtatapos sa pagtatatag ekwilibriyo ng kemikal.

Ang equilibrium ng kemikal ay ang estado ng isang sistema ng mga tumutugon na sangkap kung saan ang mga rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon ay pantay.

Ang estado ng chemical equilibrium ay naiimpluwensyahan ng konsentrasyon ng mga tumutugon na sangkap, temperatura, at para sa mga gas - presyon. Kapag nagbago ang isa sa mga parameter na ito, naaabala ang ekwilibriyong kemikal.

Ekwilibriyong pare-pareho.

Ang pinakamahalagang parameter na nagpapakilala sa isang reversible chemical reaction ay ang equilibrium constant K. Kung isusulat natin para sa itinuturing na reversible reaction A + D C + D ang kondisyon ng pagkakapantay-pantay ng mga rate ng forward at reverse reactions sa equilibrium state - k1[A] equal [B]equal = k2[C]equal[ D] equals, kung saan ang [C] equals [D] equals / [A] equals [B] equals = k1/k2 = K, kung gayon ang value ng K ay tinatawag na equilibrium pare-pareho ng isang kemikal na reaksyon.

Kaya, sa equilibrium, ang ratio ng konsentrasyon ng mga produkto ng reaksyon sa produkto ng konsentrasyon ng mga reactant ay pare-pareho kung ang temperatura ay pare-pareho (ang rate constants k1 at k2 at, dahil dito, ang equilibrium constant K ay nakasalalay sa temperatura, ngunit hindi depende sa konsentrasyon ng mga reactant). Kung ang ilang mga molekula ng mga panimulang sangkap ay lumahok sa reaksyon at ilang mga molekula ng produkto (o mga produkto) ay nabuo, ang mga konsentrasyon ng mga sangkap sa expression para sa equilibrium constant ay itataas sa mga kapangyarihan na tumutugma sa kanilang mga stoichiometric coefficient. Kaya para sa reaksyong 3H2 + N2 2NH3, ang expression para sa equilibrium constant ay nakasulat bilang K = 2 equal / 3 equal. Ang inilarawang paraan ng pagkuha ng equilibrium constant, batay sa mga rate ng pasulong at baligtad na mga reaksyon, ay hindi maaaring gamitin sa pangkalahatang kaso, dahil para sa mga kumplikadong reaksyon ang pag-asa ng rate sa konsentrasyon ay karaniwang hindi ipinahayag ng isang simpleng equation o hindi alam. sa lahat. Gayunpaman, sa thermodynamics ito ay pinatunayan na ang pangwakas na pormula para sa equilibrium constant ay lumalabas na tama.

Para sa mga gaseous compound, sa halip na mga konsentrasyon, ang presyon ay maaaring gamitin kapag isinusulat ang equilibrium constant; Malinaw, ang numerical na halaga ng pare-pareho ay maaaring magbago sa kasong ito kung ang bilang ng mga gas na molekula sa kanan at kaliwang bahagi ng equation ay hindi pareho.

Prinsipyo ng Le Chatelier.

Kung ang anumang panlabas na impluwensya ay ginawa sa isang sistema sa ekwilibriyo, ang ekwilibriyo ay nagbabago sa direksyon ng reaksyon na sumasalungat sa impluwensyang ito.

Ang balanse ng kemikal ay apektado ng:

Pagbabago ng temperatura. Habang tumataas ang temperatura, lumilipat ang equilibrium patungo sa isang endothermic na reaksyon. Habang bumababa ang temperatura, lumilipat ang equilibrium patungo sa isang exothermic na reaksyon.

Pagbabago sa presyon. Habang tumataas ang presyon, nagbabago ang balanse sa direksyon ng pagbaba ng bilang ng mga molekula. Habang bumababa ang presyon, nagbabago ang balanse sa direksyon ng pagtaas ng bilang ng mga molekula.

Ang bilis ng isang kemikal na reaksyon

Ang paksang "Ang rate ng isang kemikal na reaksyon" ay marahil ang pinaka-kumplikado at kontrobersyal sa kurikulum ng paaralan. Ito ay dahil sa pagiging kumplikado ng chemical kinetics mismo, isa sa mga sangay ng physical chemistry. Ang mismong kahulugan ng konsepto ng "rate ng isang kemikal na reaksyon" ay hindi maliwanag (tingnan, halimbawa, ang artikulo ni L.S. Guzey sa pahayagan na "Chemistry", 2001, No. 28,
Sa. 12). Mas maraming problema ang lumitaw kapag sinusubukang ilapat ang batas ng mass action para sa rate ng reaksyon sa anumang mga sistema ng kemikal, dahil ang hanay ng mga bagay kung saan posible ang isang quantitative na paglalarawan ng mga proseso ng kinetic sa loob ng balangkas ng kurikulum ng paaralan ay napakakitid. Gusto kong bigyang-diin ang hindi wastong paggamit ng batas ng mass action para sa rate ng isang kemikal na reaksyon sa chemical equilibrium.
Kasabay nito, mali na tumanggi na isaalang-alang ang paksang ito sa paaralan sa lahat. Ang mga ideya tungkol sa rate ng isang kemikal na reaksyon ay napakahalaga sa pag-aaral ng maraming natural at teknolohikal na proseso; kung wala ang mga ito, imposibleng pag-usapan ang tungkol sa catalysis at catalysts, kabilang ang mga enzyme. Bagaman kapag tinatalakay ang mga pagbabagong-anyo ng mga sangkap, ang pangunahing mga ideya ng husay tungkol sa bilis ng isang reaksyong kemikal ay ginagamit, ang pagpapakilala ng pinakasimpleng mga ratio ng dami ay kanais-nais pa rin, lalo na para sa mga elementarya na reaksyon.
Ang nai-publish na artikulo ay tumatalakay sa sapat na detalye ng mga isyu ng kinetika ng kemikal, na maaaring talakayin sa mga aralin sa kimika ng paaralan. Ang pagbubukod sa kursong kimika ng paaralan ng mga kontrobersyal at kontrobersyal na aspeto ng paksang ito ay lalong mahalaga para sa mga mag-aaral na magpapatuloy sa kanilang edukasyon sa kimika sa unibersidad. Pagkatapos ng lahat, ang kaalaman na nakuha sa paaralan ay madalas na sumasalungat sa siyentipikong katotohanan.

Ang mga reaksiyong kemikal ay maaaring mag-iba nang malaki sa oras. Ang pinaghalong hydrogen at oxygen sa temperatura ng silid ay maaaring manatiling halos hindi nagbabago sa loob ng mahabang panahon, ngunit sa epekto o pag-aapoy, isang pagsabog ang magaganap. Ang bakal na plato ay dahan-dahang kinakalawang, at isang piraso ng puting posporus ay kusang nag-aapoy sa hangin. Mahalagang malaman kung gaano kabilis ang isang partikular na reaksyon upang makontrol ang kurso nito.

Pangunahing konsepto

Ang isang quantitative na katangian kung gaano kabilis ang isang naibigay na reaksyon ay ang rate ng isang kemikal na reaksyon, iyon ay, ang rate ng pagkonsumo ng mga reagents o ang rate ng hitsura ng mga produkto. Sa kasong ito, hindi mahalaga kung alin sa mga sangkap na kasangkot sa reaksyon ang pinag-uusapan, dahil lahat sila ay magkakaugnay sa pamamagitan ng equation ng reaksyon. Sa pamamagitan ng pagbabago ng dami ng isa sa mga sangkap, mahuhusgahan ng isa ang mga kaukulang pagbabago sa dami ng lahat ng iba pa.

Ang bilis ng isang kemikal na reaksyon () tinatawag na pagbabago sa dami ng substance ng reactant o produkto () bawat yunit ng oras () bawat dami ng yunit (V):

= /(V ).

Ang rate ng reaksyon sa kasong ito ay karaniwang ipinahayag sa mol/(l s).

Ang expression sa itaas ay tumutukoy sa mga homogenous na kemikal na reaksyon na nagaganap sa isang homogenous na medium, halimbawa sa pagitan ng mga gas o sa solusyon:

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

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

Ang mga heterogenous na reaksiyong kemikal ay nagaganap sa mga contact surface ng isang solid at isang gas, isang solid at isang likido, atbp. Kasama sa mga heterogenous na reaksyon, halimbawa, ang mga reaksyon ng mga metal na may mga acid:

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

Sa kasong ito ang rate ng isang reaksyon ay ang pagbabago sa dami ng isang reactant o produkto () bawat yunit ng oras() bawat unit area (S):

= /(S ).

Ang rate ng isang heterogenous na reaksyon ay ipinahayag sa mol/(m 2 s).

Upang makontrol ang mga reaksiyong kemikal, mahalaga hindi lamang upang matukoy ang kanilang bilis, kundi pati na rin upang malaman kung anong mga kondisyon ang nakakaapekto sa kanila. Ang sangay ng kimika na nag-aaral sa bilis ng mga reaksiyong kemikal at ang impluwensya ng iba't ibang salik dito ay tinatawag kinetika ng kemikal.

Dalas ng banggaan ng mga tumutugon na particle

Ang pinakamahalagang salik na tumutukoy sa bilis ng isang kemikal na reaksyon ay konsentrasyon.

Habang tumataas ang konsentrasyon ng mga reactant, kadalasang tumataas ang rate ng reaksyon. Upang makapasok sa isang reaksyon, ang dalawang particle ng kemikal ay dapat lumapit sa isa't isa, kaya ang rate ng reaksyon ay nakasalalay sa bilang ng mga banggaan sa pagitan nila. Ang pagtaas sa bilang ng mga particle sa isang naibigay na volume ay humahantong sa mas madalas na banggaan at sa pagtaas ng rate ng reaksyon.

Para sa mga homogenous na reaksyon, ang pagtaas ng konsentrasyon ng isa o higit pang mga reactant ay tataas ang rate ng reaksyon. Sa isang pagbawas sa konsentrasyon, ang kabaligtaran na epekto ay sinusunod. Ang konsentrasyon ng mga sangkap sa isang solusyon ay maaaring mabago sa pamamagitan ng pagdaragdag o pag-alis ng mga reactant o isang solvent mula sa reaction sphere. Sa mga gas, ang konsentrasyon ng isa sa mga sangkap ay maaaring tumaas sa pamamagitan ng pagpasok ng karagdagang halaga ng sangkap na ito sa pinaghalong reaksyon. Ang mga konsentrasyon ng lahat ng mga gas na sangkap ay maaaring tumaas nang sabay-sabay sa pamamagitan ng pagpapababa ng dami na inookupahan ng pinaghalong. Sa kasong ito, tataas ang rate ng reaksyon. Ang pagtaas ng volume ay may kabaligtaran na epekto.

Ang rate ng mga heterogenous na reaksyon ay nakasalalay sa ibabaw na lugar ng contact ng mga sangkap, ibig sabihin. sa antas ng paggiling ng mga sangkap, ang pagkakumpleto ng paghahalo ng mga reagents, pati na rin sa estado ng mga kristal na istruktura ng mga solido. Ang anumang mga kaguluhan sa istraktura ng kristal ay nagdudulot ng pagtaas sa reaktibiti ng mga solido, dahil karagdagang enerhiya ay kinakailangan upang sirain ang isang malakas na mala-kristal na istraktura.

Isaalang-alang ang pagkasunog ng kahoy. Ang isang buong log ay mabagal na nasusunog sa hangin. Kung dagdagan mo ang ibabaw ng pakikipag-ugnay ng kahoy na may hangin, paghahati ng log sa mga chips, ang rate ng pagkasunog ay tataas. Kasabay nito, ang kahoy ay nasusunog nang mas mabilis sa purong oxygen kaysa sa hangin, na naglalaman lamang ng halos 20% na oxygen.

Para maganap ang isang kemikal na reaksyon, dapat magbanggaan ang mga particle - mga atom, molekula, o ion. Bilang resulta ng mga banggaan, muling inaayos ang mga atomo at lumitaw ang mga bagong bono ng kemikal, na humahantong sa pagbuo ng mga bagong sangkap. Ang posibilidad ng isang banggaan ng dalawang mga particle ay medyo mataas, ang posibilidad ng isang sabay-sabay na banggaan ng tatlong mga particle ay mas mababa. Ang sabay-sabay na banggaan ng apat na particle ay lubhang hindi malamang. Samakatuwid, ang karamihan sa mga reaksyon ay nagpapatuloy sa ilang mga yugto, sa bawat isa kung saan hindi hihigit sa tatlong mga particle ang nakikipag-ugnayan.

Ang reaksyon ng oksihenasyon ng hydrogen bromide ay nagpapatuloy sa isang kapansin-pansing bilis sa 400-600 °C:

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

Ayon sa equation ng reaksyon, limang molekula ang dapat magbanggaan sa parehong oras. Gayunpaman, ang posibilidad ng naturang kaganapan ay halos zero. Bukod dito, ipinakita ng mga eksperimentong pag-aaral na ang pagtaas ng konsentrasyon - alinman sa oxygen o hydrogen bromide - ay nagpapataas ng rate ng reaksyon sa parehong bilang ng beses. At ito sa kabila ng katotohanan na ang apat na molekula ng hydrogen bromide ay natupok para sa bawat molekula ng oxygen.

Ang isang detalyadong pagsusuri sa prosesong ito ay nagpapakita na ito ay nagpapatuloy sa ilang mga yugto:

1) HBr + O 2 = HOOVr (mabagal na reaksyon);

2) HOOVr + HBr = 2NOVr (mabilis na reaksyon);

3) NOVr + HBr = H 2 O + Br 2 (mabilis na reaksyon).

Ang mga reaksyong ito, ang tinatawag na mga elementarya na reaksyon, magmuni-muni mekanismo ng reaksyon oksihenasyon ng hydrogen bromide na may oxygen. Mahalagang tandaan na dalawang molekula lamang ang kasangkot sa bawat isa sa mga intermediate na reaksyon. Ang pagdaragdag ng unang dalawang equation at dalawang beses sa ikatlo ay nagbibigay ng pangkalahatang equation ng reaksyon. Ang kabuuang rate ng reaksyon ay tinutukoy ng pinakamabagal na intermediate na reaksyon, kung saan ang isang molekula ng hydrogen bromide at isang molekula ng oxygen ay nakikipag-ugnayan.

Ang rate ng mga elementarya na reaksyon ay direktang proporsyonal sa produkto ng mga konsentrasyon ng molar Sa (Sa ay ang dami ng substance sa bawat unit volume, Sa = /V) mga reagent na kinuha sa mga kapangyarihan na katumbas ng kanilang mga stoichiometric coefficient ( batas ng aksyong masa para sa bilis ng isang kemikal na reaksyon). Ito ay totoo lamang para sa mga equation ng reaksyon na sumasalamin sa mga mekanismo ng mga tunay na proseso ng kemikal, kapag ang mga stoichiometric coefficient sa harap ng mga formula ng reagent ay tumutugma sa bilang ng mga partikulo na nakikipag-ugnayan.

Ayon sa bilang ng mga molekula na nakikipag-ugnayan sa reaksyon, ang mga reaksyon ay nakikilala bilang monomolecular, bimolecular at trimolecular. Halimbawa, ang dissociation ng molecular iodine sa mga atomo: I 2 \u003d 2I - isang monomolecular reaction.

Ang pakikipag-ugnayan ng yodo sa hydrogen: I 2 + H 2 \u003d 2HI - isang bimolecular reaction. Ang batas ng mass action para sa mga reaksiyong kemikal ng iba't ibang molekularidad ay nakasulat sa iba't ibang paraan.

Mga reaksyon ng monomolecular:

A = B + C,

= kc A ,

saan k ay pare-pareho ang rate ng reaksyon.

Mga reaksyon ng bimolecular:

= kc A c AT.

Mga reaksyon ng trimolecular:

= kc 2A c AT.

Pag-activate ng enerhiya

Ang banggaan ng mga particle ng kemikal ay humahantong lamang sa isang pakikipag-ugnayan ng kemikal kung ang mga nagbabanggaang particle ay may enerhiya na lumalampas sa isang tiyak na halaga. Isaalang-alang ang pakikipag-ugnayan ng mga gas na sangkap na binubuo ng mga molekula A 2 at B 2:

A 2 + B 2 \u003d 2AB.

Sa kurso ng isang kemikal na reaksyon, ang isang muling pagsasaayos ng mga atomo ay nangyayari, na sinamahan ng pagsira ng mga bono ng kemikal sa mga panimulang sangkap at ang pagbuo ng mga bono sa mga produkto ng reaksyon. Kapag nagbanggaan ang mga molecule ng reaksyon, ang tinatawag na activated complex, kung saan ang densidad ng elektron ay muling ipinamamahagi, at pagkatapos lamang ay nakuha ang panghuling produkto ng reaksyon:

Ang enerhiya na kinakailangan para sa paglipat ng mga sangkap sa estado ng isang activated complex ay tinatawag activation energy.

Ang aktibidad ng mga kemikal ay ipinapakita sa mababang activation energy ng mga reaksyong kinasasangkutan ng mga ito. Mas mababa ang activation energy, mas mataas ang reaction rate. Halimbawa, sa mga reaksyon sa pagitan ng mga cation at anion, ang enerhiya ng pag-activate ay napakababa, kaya ang mga naturang reaksyon ay nagpapatuloy halos kaagad. Kung ang enerhiya ng pag-activate ay mataas, kung gayon ang isang napakaliit na bahagi ng mga banggaan ay humahantong sa pagbuo ng mga bagong sangkap. Kaya, ang rate ng reaksyon sa pagitan ng hydrogen at oxygen sa temperatura ng silid ay halos zero.

Kaya, ang rate ng reaksyon ay apektado ng ang likas na katangian ng mga reactant. Isaalang-alang, halimbawa, ang mga reaksyon ng mga metal na may mga acid. Kung maglalagay tayo ng magkaparehong piraso ng tanso, zinc, magnesium at iron sa mga test tube na may dilute sulfuric acid, makikita natin na ang intensity ng pagpapalabas ng mga bula ng hydrogen gas, na nagpapakilala sa rate ng reaksyon, ay makabuluhang naiiba para sa mga metal na ito. Sa isang test tube na may magnesium, ang isang mabilis na ebolusyon ng hydrogen ay sinusunod, sa isang test tube na may zinc, ang mga bula ng gas ay pinakawalan ng medyo mas kalmado. Ang reaksyon ay nagpapatuloy nang mas mabagal sa isang test tube na may bakal (Fig.). Ang tanso ay hindi tumutugon sa lahat ng dilute sulfuric acid. Kaya, ang rate ng reaksyon ay nakasalalay sa aktibidad ng metal.

Kapag ang sulfuric acid (strong acid) ay pinalitan ng acetic acid (weak acid), ang rate ng reaksyon sa lahat ng kaso ay bumagal nang malaki. Maaari itong tapusin na ang likas na katangian ng parehong mga reactant, parehong metal at acid, ay nakakaapekto sa rate ng reaksyon ng isang metal na may acid.

Itaas temperatura humahantong sa isang pagtaas sa kinetic energy ng mga particle ng kemikal, i.e. pinapataas ang bilang ng mga particle na may enerhiya na mas mataas kaysa sa activation energy. Habang tumataas ang temperatura, tumataas din ang bilang ng mga banggaan ng butil, na nagpapataas ng rate ng reaksyon sa ilang lawak. Gayunpaman, ang pagtaas ng kahusayan ng mga banggaan sa pamamagitan ng pagtaas ng kinetic energy ay may mas malaking epekto sa rate ng reaksyon kaysa sa pagtaas ng bilang ng mga banggaan.

Kapag ang temperatura ay tumaas ng sampung degree, ang bilis ay tumataas ng isang kadahilanan na katumbas ng temperatura koepisyent ng bilis:

= T+10 /T .

Kapag tumaas ang temperatura mula sa T dati T"
ratio ng rate ng reaksyon T"at T katumbas
temperatura koepisyent ng bilis sa kapangyarihan ( T" – T)/10:

T" /T = (T"–T)/10.

Para sa maraming magkakatulad na reaksyon, ang koepisyent ng temperatura ng rate ay 24 (panuntunan ni van't Hoff). Ang pag-asa ng rate ng reaksyon sa temperatura ay maaaring masubaybayan sa pamamagitan ng halimbawa ng pakikipag-ugnayan ng tanso(II) oxide na may dilute na sulfuric acid. Sa temperatura ng silid, ang reaksyon ay nagpapatuloy nang napakabagal. Kapag pinainit, ang reaction mixture ay mabilis na nagiging asul dahil sa pagbuo ng copper(II) sulfate:

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

Mga catalyst at inhibitor

Maraming mga reaksyon ang maaaring mapabilis o mabagal sa pamamagitan ng pagpapakilala ng ilang mga sangkap. Ang mga idinagdag na sangkap ay hindi nakikilahok sa reaksyon at hindi natupok sa panahon ng kurso nito, ngunit mayroon silang makabuluhang epekto sa rate ng reaksyon. Binabago ng mga sangkap na ito ang mekanismo ng reaksyon (kabilang ang komposisyon ng activated complex) at pinapababa ang enerhiya ng activation, na nagsisiguro sa pagbilis ng mga reaksiyong kemikal. Ang mga sangkap na nagpapabilis ng mga reaksyon ay tinatawag mga katalista, at ang mismong kababalaghan ng gayong pagbilis ng reaksyon - catalysis.

Maraming mga reaksyon ang nagpapatuloy nang napakabagal o hindi sa lahat sa kawalan ng mga katalista. Ang isa sa mga reaksyong ito ay ang agnas ng hydrogen peroxide:

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

Kung ibababa mo ang isang piraso ng solidong manganese dioxide sa isang sisidlan na may tubig na solusyon ng hydrogen peroxide, pagkatapos ay magsisimula ang mabilis na paglabas ng oxygen. Matapos alisin ang manganese dioxide, halos huminto ang reaksyon. Sa pamamagitan ng pagtimbang, madaling ma-verify na ang manganese dioxide ay hindi natupok sa prosesong ito - pinapagana lamang nito ang reaksyon.

Depende sa kung ang catalyst at ang mga reactant ay nasa pareho o magkaibang estado ng pagsasama-sama, ang homogenous at heterogenous na catalysis ay nakikilala.

Sa homogenous catalysis, ang katalista ay maaaring mapabilis ang reaksyon sa pamamagitan ng pagbuo ng mga intermediate sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan sa isa sa mga panimulang reactant. Halimbawa:

Sa heterogenous catalysis, ang kemikal na reaksyon ay karaniwang nagaganap sa ibabaw ng catalyst:

Ang mga catalyst ay malawak na ipinamamahagi sa kalikasan. Halos lahat ng mga pagbabagong-anyo ng mga sangkap sa mga nabubuhay na organismo ay nagpapatuloy sa pakikilahok ng mga organikong katalista - mga enzyme.

Ang mga katalista ay ginagamit sa paggawa ng kemikal upang mapabilis ang ilang mga proseso. Bilang karagdagan sa kanila, ginagamit din ang mga sangkap na nagpapabagal sa mga reaksiyong kemikal, - mga inhibitor. Sa tulong ng mga inhibitor, sa partikular, pinoprotektahan nila ang mga metal mula sa kaagnasan.

Mga salik na nakakaapekto sa bilis ng isang kemikal na reaksyon

Bilis ng pagtaas	Bagalan
Ang pagkakaroon ng mga chemically active reagents	Ang pagkakaroon ng chemically inactive reagents
Pagtaas ng konsentrasyon ng mga reagents	Pagbawas ng konsentrasyon ng mga reagents
Pagtaas ng ibabaw ng solid at likidong reagents	Pagbabawas ng ibabaw ng solid at likidong reagents
Pagtaas ng temperatura	Pagbaba ng temperatura
Ang pagkakaroon ng isang katalista	Ang pagkakaroon ng isang inhibitor

MGA GAWAIN

1. Tukuyin ang bilis ng isang kemikal na reaksyon. Isulat ang expression para sa kinetic law ng mass action para sa mga sumusunod na reaksyon:

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

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

2. Ano ang tumutukoy sa bilis ng isang kemikal na reaksyon? Magbigay ng mathematical expression para sa dependence ng rate ng isang kemikal na reaksyon sa temperatura.

3. Ipahiwatig kung paano ito nakakaapekto sa bilis ng reaksyon (sa pare-parehong dami):

a) pagtaas ng konsentrasyon ng mga reagents;

b) paggiling ng isang solid reagent;
c) pagpapababa ng temperatura;
d) pagpapakilala ng isang katalista;
e) pagbaba sa konsentrasyon ng mga reagents;
e) pagtaas ng temperatura;
g) pagpapakilala ng isang inhibitor;
h) pagbaba sa konsentrasyon ng mga produkto.

4. Kalkulahin ang rate ng isang kemikal na reaksyon

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

sa isang sisidlan na may kapasidad na 1 litro, kung pagkatapos ng 1 min 30 s pagkatapos na magsimula, ang halaga ng hydrogen substance ay 0.32 mol, at pagkatapos ng 2 min 10 s ito ay naging 0.44 mol. Paano makakaapekto ang pagtaas ng konsentrasyon ng CO sa bilis ng reaksyon?

5. Bilang resulta ng isang reaksyon, 6.4 g ng hydrogen iodide ang nabuo sa isang tiyak na tagal ng panahon, at sa isa pang reaksyon sa ilalim ng parehong mga kondisyon, 6.4 g ng sulfur dioxide. Ihambing ang mga rate ng mga reaksyong ito. Paano magbabago ang mga rate ng mga reaksyong ito sa pagtaas ng temperatura?

6. Tukuyin ang rate ng reaksyon

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

kung 20 s pagkatapos ng pagsisimula ng reaksyon, ang paunang halaga ng carbon monoxide (II) na sangkap ay nabawasan mula sa 6 mol ng 3 beses (ang dami ng reaktor ay 100 l). Paano magbabago ang rate ng reaksyon kung hindi gaanong aktibong bromine ang gagamitin sa halip na chlorine? Paano magbabago ang rate ng reaksyon sa pagpapakilala
a) isang katalista b) isang inhibitor?

7. Kung saan ang reaksyon

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

tumatakbo nang mas mabilis: kapag gumagamit ng malalaking piraso o calcium oxide powder? Kalkulahin:
a) ang dami ng sangkap; b) ang masa ng calcium carbonate na nabuo sa 10 s, kung ang rate ng reaksyon ay 0.1 mol/(l s), ang volume ng reactor ay 1 litro.

8. Ang pakikipag-ugnayan ng isang sample ng magnesium na may hydrochloric acid HCl ay nagpapahintulot sa iyo na makakuha ng 0.02 mol ng magnesium chloride 30 s pagkatapos ng pagsisimula ng reaksyon. Tukuyin kung gaano katagal bago makakuha ng 0.06 mol ng magnesium chloride.

E) mula 70 hanggang 40 °C, ang rate ng reaksyon ay nabawasan ng 8 beses;
g) mula 60 hanggang 40 °C, ang rate ng reaksyon ay nabawasan ng 6.25 beses;
h) mula 40 hanggang 10 °C, ang rate ng reaksyon ay nabawasan ng 27 beses.

11. Ang may-ari ng kotse ay pininturahan ito ng bagong pintura, at pagkatapos ay natagpuan na ayon sa mga tagubilin, dapat itong matuyo ng 3 oras sa 105 ° C. Gaano katagal matutuyo ang pintura sa 25 °C kung ang koepisyent ng temperatura ng reaksyon ng polimerisasyon na pinagbabatayan ng prosesong ito ay: a) 2; b) 3; sa 4?

MGA SAGOT SA MGA GAWAIN

1. a) = kc(O 2); b) = kc(HI) 2 .

2. T+10 = T .

3. Tumataas ang rate ng reaksyon sa mga kaso a, b, d, f; bumababa - c, e, g; hindi nagbabago -

4. 0.003 mol/(l s). Habang tumataas ang konsentrasyon ng CO, tumataas ang rate ng reaksyon.

5. Ang rate ng unang reaksyon ay 2 beses na mas mababa.

6. 0.002 mol/(l s).

7. a) 1 mol; b) 100 g.

9. Ang mga rate ng reaksyon e, g, h ay tataas ng 2 beses; 4 na beses - a, b, f; 8 beses - sa, lungsod.

10. Koepisyent ng temperatura:

2 para sa mga reaksyon b, f; = 2.5 – c, g; = 3 – e, h; = 3.5 – a, d.

a) 768 oras (32 araw, ibig sabihin, higit sa 1 buwan);
b) 19,683 oras (820 araw, ibig sabihin, higit sa 2 taon);
c) 196,608 oras (8192 araw, ibig sabihin, 22 taon).

Mga pangunahing konseptong pinag-aralan:

Ang bilis ng mga reaksiyong kemikal

Konsentrasyon ng molar

Kinetics

Homogeneous at heterogenous na mga reaksyon

Mga salik na nakakaapekto sa bilis ng mga reaksiyong kemikal

katalista, inhibitor

Catalysis

Mababalik at hindi maibabalik na mga reaksyon

Ekwilibriyo ng kemikal

Ang mga reaksiyong kemikal ay mga reaksyon kung saan ang iba pang mga sangkap ay nakuha mula sa isang sangkap (mga bagong sangkap ay nabuo mula sa orihinal na mga sangkap). Ang ilang mga kemikal na reaksyon ay nagaganap sa mga fraction ng isang segundo (isang pagsabog), habang ang iba ay tumatagal ng mga minuto, araw, taon, dekada, atbp.

Halimbawa: ang nasusunog na reaksyon ng pulbura ay nangyayari kaagad sa pag-aapoy at pagsabog, at ang reaksyon ng pagdidilim ng pilak o kalawang ng bakal (kaagnasan) ay nagpapatuloy nang napakabagal na posible na sundin ang resulta lamang pagkatapos ng mahabang panahon.

Upang makilala ang bilis ng isang kemikal na reaksyon, ang konsepto ng rate ng isang kemikal na reaksyon ay ginagamit - υ.

Ang bilis ng isang kemikal na reaksyon ay ang pagbabago sa konsentrasyon ng isa sa mga reactant ng reaksyon sa bawat yunit ng oras.

Ang formula para sa pagkalkula ng rate ng isang kemikal na reaksyon ay:

υ =	mula 2 hanggang 1	=	∆ s
t2 – t1	∆t

c 1 - molar na konsentrasyon ng sangkap sa paunang oras t 1

c 2 - molar na konsentrasyon ng sangkap sa paunang oras t 2

dahil ang rate ng isang kemikal na reaksyon ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang pagbabago sa molar na konsentrasyon ng mga tumutugon na sangkap (nagsisimulang mga sangkap), pagkatapos ay t 2> t 1, at c 2> c 1 (ang konsentrasyon ng mga panimulang sangkap ay bumababa habang ang reaksyon ay nagpapatuloy ).

(mga) konsentrasyon ng molar ay ang dami ng substance sa bawat unit volume. Ang yunit ng pagsukat ng konsentrasyon ng molar ay [mol/l].

Ang sangay ng kimika na nag-aaral sa bilis ng mga reaksiyong kemikal ay tinatawag kinetika ng kemikal. Alam ang mga batas nito, maaaring kontrolin ng isang tao ang mga proseso ng kemikal, itakda ang mga ito ng isang tiyak na bilis.

Kapag kinakalkula ang rate ng isang kemikal na reaksyon, dapat tandaan na ang mga reaksyon ay nahahati sa homogenous at heterogenous.

Mga homogenous na reaksyon- mga reaksyon na nangyayari sa parehong kapaligiran (ibig sabihin, ang mga reaksyon ay nasa parehong estado ng pagsasama-sama; halimbawa: gas + gas, likido + likido).

magkakaibang reaksyon- ito ay mga reaksyon na nagaganap sa pagitan ng mga sangkap sa isang hindi homogenous na medium (mayroong phase interface, i.e. ang mga tumutugon na sangkap ay nasa ibang estado ng pagsasama-sama; halimbawa: gas + likido, likido + solid).

Ang formula sa itaas para sa pagkalkula ng rate ng isang kemikal na reaksyon ay may bisa lamang para sa mga homogenous na reaksyon. Kung ang reaksyon ay heterogenous, maaari lamang itong maganap sa interface sa pagitan ng mga reactant.

Para sa isang heterogenous na reaksyon, ang rate ay kinakalkula ng formula:

∆ν - pagbabago sa dami ng substance

Ang S ay ang lugar ng interface

∆ t ay ang agwat ng oras kung kailan naganap ang reaksyon

Ang rate ng mga reaksiyong kemikal ay nakasalalay sa iba't ibang mga kadahilanan: ang likas na katangian ng mga reactant, ang konsentrasyon ng mga sangkap, temperatura, mga catalyst o mga inhibitor.

Depende sa rate ng reaksyon sa likas na katangian ng mga reactant.

Suriin natin ang pag-asa sa rate ng reaksyon halimbawa: ilagay natin sa dalawang test tube, na naglalaman ng parehong dami ng hydrochloric acid solution (HCl), metal granules ng parehong lugar: sa unang test tube, isang iron (Fe) granule, at sa pangalawa - isang magnesium (Mg) butil. Bilang resulta ng mga obserbasyon, ayon sa rate ng hydrogen evolution (H 2), makikita na ang magnesium ay tumutugon sa hydrochloric acid sa pinakamataas na rate kaysa sa iron. Ang bilis ng isang ibinigay na reaksyong kemikal ay naiimpluwensyahan ng likas na katangian ng metal (ibig sabihin, ang magnesium ay isang mas reaktibong metal kaysa sa bakal at samakatuwid ay mas malakas na tumutugon sa acid).

Depende sa rate ng mga reaksiyong kemikal sa konsentrasyon ng mga reactant.

Kung mas mataas ang konsentrasyon ng tumutugon (paunang) sangkap, mas mabilis ang reaksyon. Sa kabaligtaran, mas mababa ang konsentrasyon ng reactant, mas mabagal ang reaksyon.

Halimbawa: ibubuhos namin ang isang puro solusyon ng hydrochloric acid (HCl) sa isang test tube, at isang dilute na solusyon ng hydrochloric acid sa isa pa. Inilagay namin sa parehong mga test tube ang isang butil ng zinc (Zn). Naobserbahan namin, sa pamamagitan ng rate ng hydrogen evolution, na ang reaksyon ay pupunta nang mas mabilis sa unang test tube, dahil ang konsentrasyon ng hydrochloric acid dito ay mas malaki kaysa sa pangalawang test tube.

Upang matukoy ang dependence ng rate ng isang kemikal na reaksyon, batas ng pagkilos ng (kumikilos) ng masa : ang rate ng isang kemikal na reaksyon ay direktang proporsyonal sa produkto ng mga konsentrasyon ng mga reactant, na kinuha sa mga kapangyarihan na katumbas ng kanilang mga coefficient.

Halimbawa, para sa isang reaksyon na nagpapatuloy ayon sa pamamaraan: nA + mB → D , ang rate ng isang kemikal na reaksyon ay tinutukoy ng formula:

υ ch.r. = k C (A) n C (B) m , saan

υ x.r - rate ng reaksyon ng kemikal

C(A)- PERO

C (V) - molar na konsentrasyon ng isang sangkap AT

n at m - kanilang coefficients

k- pare-pareho ang rate ng reaksyon ng kemikal (halaga ng sanggunian).

Ang batas ng mass action ay hindi nalalapat sa mga sangkap na nasa isang solidong estado, dahil ang kanilang konsentrasyon ay pare-pareho (dahil sa ang katunayan na sila ay tumutugon lamang sa ibabaw, na nananatiling hindi nagbabago).

Halimbawa: para sa isang reaksyon 2 Cu + O 2 \u003d 2 CuO ang rate ng reaksyon ay tinutukoy ng formula:

υ ch.r. \u003d k C (O 2)

PROBLEMA: Ang rate constant ng reaksyon 2A + B = D ay 0.005. kalkulahin ang rate ng reaksyon sa isang molar na konsentrasyon ng sangkap A \u003d 0.6 mol / l, sangkap B \u003d 0.8 mol / l.

Ang pag-asa ng rate ng isang kemikal na reaksyon sa temperatura.

Ang pag-asa na ito ay tinutukoy hindi tuntunin ni Hoff (1884): na may pagtaas ng temperatura para sa bawat 10 ° C, ang rate ng isang kemikal na reaksyon ay tumataas sa average ng 2-4 na beses.

Kaya, ang pakikipag-ugnayan ng hydrogen (H 2) at oxygen (O 2) ay halos hindi nangyayari sa temperatura ng silid, kaya ang rate ng reaksyong kemikal na ito ay napakababa. Ngunit sa temperatura na 500 C tungkol sa reaksyong ito ay nagpapatuloy sa loob ng 50 minuto, at sa temperatura na 700 C tungkol sa - halos kaagad.

Ang formula para sa pagkalkula ng rate ng isang kemikal na reaksyon ayon sa tuntunin ng van't Hoff:

kung saan: υ t 1 at υ t 2 ay ang mga rate ng mga reaksiyong kemikal sa t 2 at t 1

Ang γ ay ang koepisyent ng temperatura, na nagpapakita kung gaano karaming beses ang pagtaas ng rate ng reaksyon sa pagtaas ng temperatura ng 10 ° C.

Pagbabago sa rate ng reaksyon:

2. Palitan ang data mula sa pahayag ng problema sa formula:

Ang pag-asa ng rate ng reaksyon sa mga espesyal na sangkap - mga catalyst at inhibitor.

Catalyst Isang sangkap na nagpapataas ng bilis ng isang kemikal na reaksyon ngunit hindi mismo nakikilahok dito.

Inhibitor Isang sangkap na nagpapabagal sa isang kemikal na reaksyon ngunit hindi nakikibahagi dito.

Halimbawa: sa isang test tube na may solusyon ng 3% hydrogen peroxide (H 2 O 2), na pinainit, magdagdag tayo ng nagbabagang splinter - hindi ito sisindi, dahil ang rate ng reaksyon ng agnas ng hydrogen peroxide sa tubig (H 2 O) at oxygen (O 2) ay napakababa, at ang nagresultang oxygen ay hindi sapat upang magsagawa ng isang husay na reaksyon sa oxygen (pagpapanatili ng pagkasunog). Ngayon, magdagdag tayo ng kaunting itim na pulbos ng manganese (IV) oxide (MnO 2) sa test tube at makikita natin na nagsimula ang mabilis na ebolusyon ng mga bula ng gas (oxygen), at ang nagbabagang tanglaw na ipinasok sa test tube ay kumikinang nang maliwanag. Ang MnO 2 ay isang katalista para sa reaksyong ito, pinabilis nito ang rate ng reaksyon, ngunit hindi lumahok dito mismo (ito ay maaaring patunayan sa pamamagitan ng pagtimbang ng katalista bago at pagkatapos ng reaksyon - ang masa nito ay hindi magbabago).

Sa buhay, nahaharap tayo sa iba't ibang mga reaksiyong kemikal. Ang ilan sa mga ito, tulad ng kalawang ng bakal, ay maaaring tumagal ng ilang taon. Ang iba, tulad ng pagbuburo ng asukal sa alkohol, ay tumatagal ng ilang linggo. Ang kahoy na panggatong sa kalan ay nasusunog sa loob ng ilang oras, at ang gasolina sa makina ay nasusunog sa isang segundo.

Upang bawasan ang mga gastos sa kagamitan, pinapataas ng mga planta ng kemikal ang bilis ng mga reaksyon. At ang ilang mga proseso, tulad ng pagkasira ng pagkain, metal corrosion, ay kailangang pabagalin.

Ang bilis ng isang kemikal na reaksyon maaaring ipahayag bilang pagbabago sa dami ng bagay (n, modulo) bawat yunit ng oras (t) - ihambing ang bilis ng gumagalaw na katawan sa pisika bilang pagbabago sa mga coordinate bawat yunit ng oras: υ = Δx/Δt . Upang ang rate ay hindi nakasalalay sa dami ng sisidlan kung saan nagaganap ang reaksyon, hinahati namin ang expression sa dami ng mga tumutugon na sangkap (v), ibig sabihin, nakukuha namin pagbabago sa dami ng sangkap sa bawat yunit ng oras bawat dami ng yunit, o pagbabago sa konsentrasyon ng isa sa mga sangkap sa bawat yunit ng oras:

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

kung saan ang c = n / v ay ang konsentrasyon ng sangkap,

Ang Δ (binibigkas na "delta") ay ang karaniwang tinatanggap na pagtatalaga para sa pagbabago sa magnitude.

Kung ang mga sangkap ay may iba't ibang coefficient sa equation, ang rate ng reaksyon para sa bawat isa sa kanila, na kinakalkula ng formula na ito, ay magkakaiba. Halimbawa, ang 2 moles ng sulfur dioxide ay ganap na tumugon sa 1 mole ng oxygen sa loob ng 10 segundo sa 1 litro:

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3

Ang bilis ng oxygen ay magiging: υ \u003d 1: (10 1) \u003d 0.1 mol / l s

Bilis ng maasim na gas: υ \u003d 2: (10 1) \u003d 0.2 mol / l s- hindi ito kailangang isaulo at bigkasin sa pagsusulit, isang halimbawa ang ibinigay upang hindi malito kung ang tanong na ito ay lumitaw.

Ang rate ng mga heterogenous na reaksyon (na kinasasangkutan ng mga solido) ay madalas na ipinahayag sa bawat yunit ng lugar ng mga contact na ibabaw:

Δn
υ = –––––– (2)
ΔtS

Ang mga reaksyon ay tinatawag na heterogenous kapag ang mga reaksyon ay nasa iba't ibang yugto:

• isang solid na may isa pang solid, likido o gas,
• dalawang hindi mapaghalo na likido
• likidong gas.

Ang mga homogenous na reaksyon ay nangyayari sa pagitan ng mga sangkap sa parehong yugto:

• sa pagitan ng well-miscible na likido,
• mga gas,
• mga sangkap sa mga solusyon.

Mga kondisyon na nakakaapekto sa bilis ng mga reaksiyong kemikal

1) Ang rate ng reaksyon ay nakasalalay sa ang likas na katangian ng mga reactant. Sa madaling salita, ang iba't ibang mga sangkap ay tumutugon sa iba't ibang mga rate. Halimbawa, ang zinc ay marahas na tumutugon sa hydrochloric acid, habang ang iron ay medyo mabagal.

2) Ang rate ng reaksyon ay mas malaki, mas mataas konsentrasyon mga sangkap. Sa isang mataas na dilute acid, ang zinc ay tatagal ng makabuluhang mas matagal na reaksyon.

3) Ang rate ng reaksyon ay tumataas nang malaki sa pagtaas temperatura. Halimbawa, upang magsunog ng gasolina, kinakailangan na sunugin ito, iyon ay, upang mapataas ang temperatura. Para sa maraming mga reaksyon, ang pagtaas ng temperatura ng 10°C ay sinamahan ng pagtaas ng rate ng isang kadahilanan na 2-4.

4) Bilis magkakaiba tumataas ang mga reaksyon sa pagtaas ibabaw ng mga reactant. Ang mga solido para dito ay karaniwang durog. Halimbawa, upang ang mga pulbos na bakal at asupre ay gumanti kapag pinainit, ang bakal ay dapat na nasa anyo ng maliit na sup.

Tandaan na ang formula (1) ay ipinahiwatig sa kasong ito! Ang pormula (2) ay nagpapahayag ng bilis sa bawat unit area, kaya hindi ito nakadepende sa lugar.

5) Ang rate ng reaksyon ay nakasalalay sa pagkakaroon ng mga catalyst o inhibitor.

Mga katalista Mga sangkap na nagpapabilis sa mga reaksiyong kemikal ngunit hindi mismo natupok. Ang isang halimbawa ay ang mabilis na pagkabulok ng hydrogen peroxide kasama ang pagdaragdag ng isang catalyst - manganese (IV) oxide:

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

Ang Manganese (IV) oxide ay nananatili sa ilalim at maaaring magamit muli.

Inhibitor- mga sangkap na nagpapabagal sa reaksyon. Halimbawa, upang pahabain ang buhay ng mga tubo at baterya, ang mga corrosion inhibitor ay idinagdag sa sistema ng pagpainit ng tubig. Sa mga sasakyan, ang mga corrosion inhibitor ay idinaragdag sa brake fluid.

Ilan pang halimbawa.