Cкорость химических реакций

Химическая кинетика –
раздел химии, изучающий скорость
и механизм химических реакций.

Системы:
Гомогенные (однородные) – системы, в которых не видна поверхность раздела между компонентами.
Газовые смеси, растворы.
Гетерогенные (неоднородные) – системы, в которых видна поверхность раздела между компонентами.
Тв. в-во + тв. в-во,
газ + тв. в-во,
жидкость + тв. в-во.

Реакции:
Гомогенные – реакции, протекающие в гомогенных системах.
Протекают во всем объеме системы.
Гетерогенные– реакции, протекающие в гетерогенных системах.
Протекают на границе раздел фаз.

Скорость химической реакции -
изменение концентрации одного из реагирующих веществ за единицу времени в единице объёма.
+ c2 – c1 + ∆c
− t2 – t1 − ∆t
C – концентрация, в моль / л
t – время, в секундах

Влияние площади соприкосновения реагирующих веществ на скорость реакции.
1. Скорость гетерогенных реакций зависит от площади соприкосновения веществ.
2. Гетерогенные реакции идут только на поверхности раздела реагирующих веществ.
3. Скорость гетерогенной реакции:
υгетерог.=

Молярная концентрация –
показывает количество молей вещества, находящееся в 1 литре.
С = n / V
[C] = [моль/л]

Задание 1.
1.В сосуде объёмом 5 литров находится 1 моль водорода. Рассчитайте молярную концентрацию водорода.
2. В растворе объёмом 2 л содержится 392 грамма серной кислоты. Рассчитайте молярную концентрацию раствора.

Изменение концентрации реагирующего вещества во времени
С
Концентрацця
Время
С1
С2
t1
t2
∆c
∆t
υ =
∆c
∆t

Факторы, влияющие на скорость реакции
1. Концентрация реагирующих веществ.
2.Температура.
3. Природа реагирующих веществ.
4. Площадь соприкосновения реагирующих веществ.
5. Катализатор.

Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость реакции.
Чем больше концентрация реагирующих веществ, тем чаще сталкиваются частицы веществ, а значит скорость реакции увеличивается.

Закон действия масс:
скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степени стехиометрических коэффициентов.
Гульдберг, Вааге, 1867г.

mА + nB = AmBn
υ = k٠САm٠CBn
k – константа скорости реакции:
k = υ, при сА = св = 1 моль/л
при сА ٠ св = 1 моль/л
k – зависит от природы реагирующих веществ и от t

Запишите выражение ЗДМ
для реакций:
2СО + О2 = 2СО2
N2 + 3H2 = 2NH3
4P + 5O2 = 2P2O5
υ = k٠ [СО]2 ∙ [О2]
υ = k٠ [N2] ∙ [H2]3
υ = k٠[O2]5

Расчетные задачи:
2. Во сколько раз необходимо повысить давление в системе: N2(г) + 3H2(г) → 2NH3(г), чтобы повысить скорость прямой реакции в 256 раз?
В системе: 4NH3(г) + 3O2(г) → 2N2(г) + 6H2O(г) концентрацию аммиака повысили с 0,3 моль/л до 0,6 моль/л, а концентрацию кислорода понизили с 0,4 моль/л до 0,1 моль/л. Как изменилась скорость реакции?

Температура.
Правило Вант-Гоффа:
при повышении температуры на каждые 100С скорость большинства реакций увеличивается в 2 – 4 раза.
t2 – t1
10
Ү – температурный коэффициент, который показывает, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении t на 100С.
υ2 = υ 1٠Ү

Расчетные задачи:
Как изменится скорость некоторой реакции при уменьшении температуры 300С до 00С, если температурный коэффициент равен 2?
При температуре 200С скорость реакции равна 2,7 моль/л.с. Чему равна скорость реакции при температуре 00С, если температурный коэффициент равен 3?

Влияние температуры на скорость реакции.
При повышении температуры, увеличивается скорость движения частиц, поэтому они чаще сталкиваются, а значит скорость реакции возрастает.

Влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции.
2К+2Н2О=2КОН+Н2↑
2Н2+О2=2Н2О

Влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции.
Са+2Н2О=Са(ОН)2+Н2↑

Влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции.
Чем активнее вещество, тем скорость реакции с его участием больше.

Взаимодействие металлов с кислотами
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ υ 1
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ υ 2
Cu + 2HCl = реакция невозможна
υ1 > υ 2
Zn активнее Fe, а Cu малоактивный металл

Влияние площади соприкосновения реагирующих веществ на скорость реакции.
1. Скорость гетерогенных реакций зависит от площади соприкосновения веществ.
2. Гетерогенные реакции идут только на поверхности раздела реагирующих веществ.
3. Скорость гетерогенной реакции:
υгетерог.=

Влияние площади соприкосновения реагирующих веществ на скорость реакции.
Чем больше поверхность соприкосновения веществ, тем больше скорость реакции.