Кинетика химических реакций и химическое равновесие. Лекция №4

Скорость химической реакции зависит от природы реагирующих веществ, их концентрации, температуры, присутствия катализаторов.
Закон действующих масс (К.Гулльберг, П. Вааге, 1867): при постоянной температуре скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам в уравнении химической реакции.
aA + bB = cC + dD
V = k [A]a · [B]b,
где k – константа скорости реакции; не зависит от концентрации, но зависит от природы реагентов и температуры

2Н2(г) + О2(г) → 2Н2О(г)
V = k[H2]2· [O2].
4P(т) + 5O2 = 2Р2O5 V = k [О2]5 .
Для гомогенной реакции:
Для гетерогенной реакции:
Для гетерогенной реакции А + В(ж, т)→ … взаимодействие происходит лишь на поверхности конденсированного вещества (ж, т), поэтому концентрация этого вещества в выражение закона действующих масс не входит!!
V = k [A]

Зависимость скорости реакции от температуры
Правилом Вант-Гоффа: скорость химической реакции возрастает в 2 – 4 раза при повышении температуры на 10о.
V2 и V1 – скорости реакции при температурах t2 и t1; γ - температурный коэффициент скорости реакции.

k = А· exp(-Еа/RT),
где Еа – энергия активации (Дж/моль) – минимальная энергия, необходимая для осуществления реакции (характерная величина для каждой реакции),
R – универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/моль∙ град),
Т – абсолютная температура (К),
А – параметр, отражающий долю эффективных (приводящих к реакции) столкновений молекул реагентов.
Уравнение Аррениуса

Химическим равновесием называется состояние системы реагирующих веществ, при котором скорости прямой и обратной реакции равны. В химических уравнениях реакция, направленная слева направо, называется прямой, а в противоположном направлении - обратной.
Химическое равновесие