Dalam kehidupan, kita dihadapkan pada berbagai reaksi kimia. Beberapa di antaranya, seperti karat pada besi, dapat berlangsung selama beberapa tahun. Lainnya, seperti fermentasi gula menjadi alkohol, memakan waktu beberapa minggu. Kayu bakar di kompor habis dalam beberapa jam, dan bensin di mesin habis dalam hitungan detik.

Untuk mengurangi biaya peralatan, pabrik kimia meningkatkan laju reaksi. Dan beberapa proses, seperti pembusukan makanan, korosi logam, perlu diperlambat.

Laju reaksi kimia dapat dinyatakan sebagai perubahan jumlah materi (n, modulo) per satuan waktu (t) - bandingkan kecepatan benda yang bergerak dalam fisika sebagai perubahan koordinat per satuan waktu: = x/Δt . Agar laju tidak bergantung pada volume wadah tempat reaksi berlangsung, kita membagi ekspresi dengan volume zat yang bereaksi (v), yaitu, kita memperoleh perubahan jumlah zat per satuan waktu per satuan volume, atau perubahan konsentrasi salah satu zat per satuan waktu:

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

di mana c = n / v adalah konsentrasi zat,

(diucapkan "delta") adalah sebutan yang diterima secara umum untuk perubahan besaran.

Jika zat memiliki koefisien yang berbeda dalam persamaan, laju reaksi untuk masing-masing zat, yang dihitung dengan rumus ini, akan berbeda. Misalnya, 2 mol sulfur dioksida bereaksi sempurna dengan 1 mol oksigen dalam 10 detik dalam 1 liter:

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3

Kecepatan oksigen menjadi: \u003d 1: (10 1) \u003d 0,1 mol / l s

Kecepatan gas asam: \u003d 2: (10 1) \u003d 0,2 mol / l s- ini tidak perlu dihafal dan diucapkan dalam ujian, diberikan contoh agar tidak bingung jika muncul pertanyaan ini.

Laju reaksi heterogen (melibatkan padatan) sering dinyatakan per satuan luas permukaan yang bersentuhan:

n
= –––––– (2)
t S

Reaksi disebut heterogen ketika reaktan berada dalam fase yang berbeda:

• padat dengan padat, cair atau gas lainnya,
• dua cairan yang tidak dapat bercampur
• cairan gas.

Reaksi homogen terjadi antara zat dalam fase yang sama:

• antara cairan yang dapat bercampur dengan baik,
• gas,
• zat dalam larutan.

Kondisi yang mempengaruhi laju reaksi kimia

1) Laju reaksi tergantung pada sifat reaktan. Sederhananya, zat yang berbeda bereaksi pada tingkat yang berbeda. Misalnya, seng bereaksi hebat dengan asam klorida, sedangkan besi bereaksi agak lambat.

2) Laju reaksi semakin besar, semakin tinggi konsentrasi zat. Dengan asam yang sangat encer, seng akan membutuhkan waktu lebih lama untuk bereaksi.

3) Laju reaksi meningkat secara signifikan dengan meningkatnya suhu. Misalnya, untuk membakar bahan bakar, perlu dibakar, yaitu untuk meningkatkan suhu. Untuk banyak reaksi, peningkatan suhu sebesar 10°C disertai dengan peningkatan laju dengan faktor 2-4.

4) Kecepatan heterogen reaksi bertambah dengan bertambahnya permukaan reaktan. Padatan untuk ini biasanya dihancurkan. Misalnya, agar serbuk besi dan belerang bereaksi saat dipanaskan, besi harus berbentuk serbuk gergaji kecil.

Perhatikan bahwa rumus (1) tersirat dalam kasus ini! Rumus (2) menyatakan kecepatan per satuan luas, oleh karena itu tidak dapat bergantung pada luas.

5) Laju reaksi tergantung pada adanya katalis atau inhibitor.

Katalis Zat yang mempercepat reaksi kimia tetapi tidak dikonsumsi sendiri. Contohnya adalah dekomposisi cepat hidrogen peroksida dengan penambahan katalis - mangan (IV) oksida:

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

Mangan (IV) oksida tetap berada di bawah dan dapat digunakan kembali.

Inhibitor- zat yang memperlambat reaksi. Misalnya, untuk memperpanjang umur pipa dan baterai, inhibitor korosi ditambahkan ke sistem pemanas air. Dalam mobil, inhibitor korosi ditambahkan ke minyak rem.

Beberapa contoh lagi.

Laju reaksi kimia

Laju reaksi kimia- perubahan jumlah salah satu zat yang bereaksi per satuan waktu dalam satuan ruang reaksi. Ini adalah konsep kunci dari kinetika kimia. Laju reaksi kimia selalu positif, oleh karena itu, jika ditentukan oleh zat awal (konsentrasinya berkurang selama reaksi), maka nilai yang dihasilkan dikalikan dengan 1.

Misalnya untuk reaksi:

ekspresi untuk kecepatan akan terlihat seperti ini:

. Laju reaksi kimia pada setiap titik waktu sebanding dengan konsentrasi reaktan, dipangkatkan sama dengan koefisien stoikiometrinya.

Untuk reaksi elementer, eksponen pada nilai konsentrasi masing-masing zat sering kali sama dengan koefisien stoikiometrinya; untuk reaksi kompleks, aturan ini tidak diperhatikan. Selain konsentrasi, faktor-faktor berikut mempengaruhi laju reaksi kimia:

• sifat reaktan,
• adanya katalis
• suhu (aturan van't Hoff),
• tekanan,
• luas permukaan reaktan.

Jika kita perhatikan reaksi kimia paling sederhana A + B → C, maka kita perhatikan bahwa instan laju reaksi kimia tidak konstan.

literatur

• Kubasov A. A. Kinetika dan katalisis kimia.
• Prigogine I., Defey R. Termodinamika kimia. Novosibirsk: Nauka, 1966. 510 hal.
• Yablonsky G. S., Bykov V. I., Gorban A. N., Model kinetika reaksi katalitik, Novosibirsk: Nauka (Cabang Siberia), 1983.- 255 hal.

Yayasan Wikimedia. 2010 .

• dialek bahasa Inggris Welsh
• Saw (seri film)

Lihat apa "Laju reaksi kimia" di kamus lain:

LAJU REAKSI KIMIA- konsep dasar kinetika kimia. Untuk reaksi homogen sederhana, laju reaksi kimia diukur dengan perubahan jumlah mol zat yang bereaksi (pada volume konstan sistem) atau dengan perubahan konsentrasi salah satu zat awal ... Kamus Ensiklopedis Besar

LAJU REAKSI KIMIA- konsep dasar kimia. kinetika, menyatakan rasio jumlah zat yang bereaksi (dalam mol) dengan lamanya waktu selama interaksi terjadi. Karena konsentrasi reaktan berubah selama interaksi, laju biasanya ... Ensiklopedia Politeknik Hebat

laju reaksi kimia- nilai yang mencirikan intensitas reaksi kimia. Laju pembentukan produk reaksi adalah jumlah produk ini sebagai hasil reaksi per satuan waktu per satuan volume (jika reaksinya homogen) atau per ... ...

laju reaksi kimia- konsep dasar kinetika kimia. Untuk reaksi homogen sederhana, laju reaksi kimia diukur dengan perubahan jumlah mol zat yang bereaksi (pada volume konstan sistem) atau dengan perubahan konsentrasi salah satu zat awal ... kamus ensiklopedis

Laju reaksi kimia- nilai yang mencirikan intensitas reaksi kimia (Lihat Reaksi Kimia). Laju pembentukan produk reaksi adalah jumlah produk ini yang dihasilkan dari reaksi per satuan waktu dalam satuan volume (jika ... ...

LAJU REAKSI KIMIA- utama konsep kimia. kinetika. Untuk reaksi homogen sederhana S. x. R. diukur dengan perubahan jumlah mol zat yang direaksikan dalam va (pada volume sistem yang konstan) atau dengan perubahan konsentrasi salah satu produk awal masuk atau reaksi (jika volume sistem ...

MEKANISME REAKSI KIMIA- Untuk reaksi kompleks yang terdiri dari beberapa. tahapan (reaksi sederhana, atau dasar), mekanismenya adalah serangkaian tahapan, sebagai akibatnya tahap awal dalam va diubah menjadi produk. Perantara di dalam Anda dalam reaksi ini dapat bertindak sebagai molekul, ... ... Ilmu pengetahuan Alam. kamus ensiklopedis

Reaksi Substitusi Nukleofilik- (Reaksi substitusi nukleofilik bahasa Inggris) reaksi substitusi di mana serangan dilakukan oleh reagen nukleofil yang membawa pasangan elektron yang tidak digunakan bersama. Gugus pergi dalam reaksi substitusi nukleofilik disebut nukleofug. Semua ... Wikipedia

Reaksi kimia- transformasi beberapa zat menjadi zat lain, berbeda dari aslinya dalam komposisi atau struktur kimia. Jumlah total atom dari setiap unsur yang diberikan, serta unsur-unsur kimia itu sendiri yang membentuk zat, tetap dalam R. x. tidak berubah; ini R.x ... Ensiklopedia Besar Soviet

kecepatan menggambar- kecepatan linier gerakan logam di pintu keluar dari cetakan, m/s. Pada mesin gambar modern, kecepatan menggambar mencapai 50-80 m/s. Namun, bahkan selama penarikan kawat, kecepatan biasanya tidak melebihi 30–40 m/s. Pada… … Kamus Ensiklopedis Metalurgi

Konsep dasar yang dipelajari:

Laju reaksi kimia

Konsentrasi molar

kinetika

Reaksi homogen dan reaksi heterogen

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi kimia

katalis, penghambat

Katalisis

Reaksi reversibel dan ireversibel

Kesetimbangan kimia

Reaksi kimia adalah reaksi di mana zat lain diperoleh dari satu zat (zat baru terbentuk dari zat asli). Beberapa reaksi kimia berlangsung dalam sepersekian detik (ledakan), sementara yang lain berlangsung dalam hitungan menit, hari, tahun, dekade, dll.

Misalnya: reaksi pembakaran bubuk mesiu terjadi seketika dengan penyalaan dan ledakan, dan reaksi penggelapan perak atau karat besi (korosi) berlangsung sangat lambat sehingga hanya mungkin mengikuti hasilnya setelah waktu yang lama.

Untuk mengkarakterisasi kecepatan reaksi kimia, konsep laju reaksi kimia digunakan - .

Laju reaksi kimia adalah perubahan konsentrasi salah satu reaktan reaksi per satuan waktu.

Rumus untuk menghitung laju reaksi kimia adalah:

υ =	dari 2 hingga 1	=	s
t2 – t1	t

c 1 - konsentrasi molar zat pada waktu awal t 1

c 2 - konsentrasi molar zat pada waktu awal t 2

karena laju reaksi kimia ditandai dengan perubahan konsentrasi molar zat yang bereaksi (zat awal), maka t 2 > t 1, dan c 2 > c 1 (konsentrasi zat awal berkurang seiring dengan berlangsungnya reaksi ).

Konsentrasi molar (s) adalah jumlah zat per satuan volume. Satuan pengukuran konsentrasi molar adalah [mol/l].

Cabang ilmu kimia yang mempelajari laju reaksi kimia disebut kinetika kimia. Mengetahui hukumnya, seseorang dapat mengontrol proses kimia, mengaturnya dengan kecepatan tertentu.

Ketika menghitung laju reaksi kimia, harus diingat bahwa reaksi dibagi menjadi homogen dan heterogen.

Reaksi homogen- reaksi yang terjadi dalam lingkungan yang sama (yaitu, reaktan berada dalam keadaan agregasi yang sama; misalnya: gas + gas, cair + cair).

reaksi heterogen- ini adalah reaksi yang terjadi antara zat dalam media yang tidak homogen (ada antarmuka fase, yaitu zat yang bereaksi berada dalam keadaan agregasi yang berbeda; contoh: gas + cair, cair + padat).

Rumus di atas untuk menghitung laju reaksi kimia hanya berlaku untuk reaksi homogen. Jika reaksi heterogen, maka hanya dapat terjadi pada antarmuka antara reaktan.

Untuk reaksi heterogen, laju dihitung dengan rumus:

- perubahan jumlah zat

S adalah luas antarmuka

t adalah selang waktu selama reaksi berlangsung

Laju reaksi kimia tergantung pada berbagai faktor: sifat reaktan, konsentrasi zat, suhu, katalis atau inhibitor.

Ketergantungan laju reaksi pada sifat reaktan.

Mari kita analisis ketergantungan laju reaksi ini misalnya: mari kita masukkan ke dalam dua tabung reaksi, yang berisi jumlah yang sama dari larutan asam klorida (HCl), butiran logam dari area yang sama: di tabung reaksi pertama, butiran besi (Fe), dan yang kedua - magnesium (Mg) granul. Sebagai hasil pengamatan, menurut laju evolusi hidrogen (H 2), dapat dilihat bahwa magnesium bereaksi dengan asam klorida lebih cepat daripada besi.. Laju reaksi kimia tertentu dipengaruhi oleh sifat logam (yaitu magnesium adalah logam yang lebih reaktif daripada besi dan karena itu bereaksi lebih kuat dengan asam).

Ketergantungan laju reaksi kimia pada konsentrasi reaktan.

Semakin tinggi konsentrasi zat (awal) yang bereaksi, semakin cepat reaksi berlangsung. Sebaliknya, semakin rendah konsentrasi reaktan, semakin lambat reaksinya.

Misalnya: kita akan menuangkan larutan pekat asam klorida (HCl) ke dalam satu tabung reaksi, dan larutan asam klorida encer ke tabung lain. Kami memasukkan kedua tabung reaksi butiran seng (Zn). Kami mengamati, dengan laju evolusi hidrogen, bahwa reaksi akan berlangsung lebih cepat di tabung reaksi pertama, karena konsentrasi asam klorida di dalamnya lebih besar daripada di tabung reaksi kedua.

Untuk menentukan ketergantungan laju reaksi kimia, hukum aksi massa (bertindak) : laju reaksi kimia berbanding lurus dengan produk dari konsentrasi reaktan, diambil dalam pangkat yang sama dengan koefisiennya.

Misalnya, untuk reaksi yang berjalan sesuai dengan skema: nA + mB → D , laju reaksi kimia ditentukan oleh rumus:

ch.r. = k C (A) n C (B) m , di mana

x.r - laju reaksi kimia

C(A)- TETAPI

CV) - konsentrasi molar suatu zat PADA

n dan m - koefisien mereka

k- konstanta laju reaksi kimia (nilai referensi).

Hukum aksi massa tidak berlaku untuk zat yang berada dalam keadaan padat, karena konsentrasinya konstan (karena fakta bahwa mereka hanya bereaksi di permukaan, yang tetap tidak berubah).

Contoh: untuk reaksi 2 Cu + O 2 \u003d 2 CuO laju reaksi ditentukan dengan rumus:

ch.r. \u003d k C (O 2)

MASALAH: Konstanta laju reaksi 2A + B = D adalah 0,005. hitung laju reaksi pada konsentrasi molar zat A \u003d 0,6 mol / l, zat B \u003d 0,8 mol / l.

Ketergantungan laju reaksi kimia pada suhu.

Ketergantungan ini ditentukan aturan van't Hoff (1884): dengan peningkatan suhu untuk setiap 10 ° C, laju reaksi kimia meningkat rata-rata 2-4 kali.

Jadi, interaksi hidrogen (H2) dan oksigen (O2) hampir tidak terjadi pada suhu kamar, sehingga laju reaksi kimia ini sangat rendah. Tetapi pada suhu 500 C kira-kira reaksi ini berlangsung dalam 50 menit, dan pada suhu 700 C kira-kira - hampir seketika.

Rumus untuk menghitung laju reaksi kimia menurut aturan van't Hoff:

dimana: t 1 dan t 2 adalah laju reaksi kimia pada t 2 dan t 1

adalah koefisien suhu, yang menunjukkan berapa kali laju reaksi meningkat dengan peningkatan suhu sebesar 10 ° C.

Perubahan laju reaksi:

2. Substitusikan data dari rumusan masalah ke dalam rumus:

Ketergantungan laju reaksi pada zat khusus - katalis dan inhibitor.

Katalisator Suatu zat yang meningkatkan laju reaksi kimia tetapi tidak ikut serta di dalamnya.

penghambat Suatu zat yang memperlambat reaksi kimia tetapi tidak mengambil bagian di dalamnya.

Contoh: dalam tabung reaksi dengan larutan hidrogen peroksida 3% (H 2 O 2), yang dipanaskan, mari tambahkan serpihan yang membara - tidak akan menyala, karena laju reaksi penguraian hidrogen peroksida menjadi air (H 2 O) dan oksigen (O 2) sangat rendah, dan oksigen yang dihasilkan tidak cukup untuk melakukan reaksi kualitatif terhadap oksigen (pemeliharaan pembakaran). Sekarang mari kita tambahkan sedikit bubuk hitam mangan (IV) oksida (MnO 2) ke dalam tabung reaksi dan kita akan melihat bahwa evolusi cepat gelembung gas (oksigen) telah dimulai, dan obor yang membara dimasukkan ke dalam tabung reaksi menyala terang. MnO 2 adalah katalis untuk reaksi ini, ia mempercepat laju reaksi, tetapi tidak berpartisipasi di dalamnya (ini dapat dibuktikan dengan menimbang katalis sebelum dan sesudah reaksi - massanya tidak akan berubah).

Beberapa reaksi kimia terjadi hampir seketika (ledakan campuran oksigen-hidrogen, reaksi pertukaran ion dalam larutan berair), yang kedua - cepat (pembakaran zat, interaksi seng dengan asam), dan lainnya - lambat (pengkarat besi, pembusukan residu organik). Jadi reaksi lambat diketahui bahwa seseorang tidak bisa memperhatikannya. Misalnya, transformasi granit menjadi pasir dan tanah liat berlangsung selama ribuan tahun.

Dengan kata lain, reaksi kimia dapat berlangsung dengan cara yang berbeda kecepatan.

Tapi apa itu? reaksi kecepatan? Apa definisi yang tepat dari kuantitas ini dan, yang paling penting, ekspresi matematisnya?

Laju reaksi adalah perubahan jumlah zat dalam satu satuan waktu dalam satu satuan volume. Secara matematis, ekspresi ini ditulis sebagai:

Di mana n 1 dan n 2- jumlah zat (mol) pada waktu t 1 dan t 2 berturut-turut, dalam sistem dengan volume V.

Tanda plus atau minus mana (±) yang akan muncul sebelum ekspresi kecepatan tergantung pada apakah kita melihat perubahan jumlah zat - produk atau reaktan.

Jelas, selama reaksi, reagen dikonsumsi, yaitu jumlahnya berkurang, oleh karena itu, untuk reagen, ekspresi (n 2 - n 1) selalu memiliki nilai kurang dari nol. Karena kecepatan tidak bisa menjadi nilai negatif, dalam hal ini, tanda minus harus ditempatkan sebelum ekspresi.

Jika kita melihat perubahan jumlah produk, dan bukan reaktan, maka tanda minus tidak diperlukan sebelum ekspresi untuk menghitung laju, karena ekspresi (n 2 - n 1) dalam hal ini selalu positif , karena jumlah produk sebagai hasil reaksi hanya dapat meningkat.

Perbandingan banyaknya zat n dengan volume di mana jumlah zat ini disebut konsentrasi molar Dengan:

Jadi, dengan menggunakan konsep konsentrasi molar dan ekspresi matematisnya, kita dapat menulis cara lain untuk menentukan laju reaksi:

Laju reaksi adalah perubahan konsentrasi molar suatu zat sebagai akibat dari reaksi kimia dalam satu satuan waktu:

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi

Seringkali sangat penting untuk mengetahui apa yang menentukan laju reaksi tertentu dan bagaimana mempengaruhinya. Misalnya, industri penyulingan minyak benar-benar berjuang untuk setiap tambahan setengah persen dari produk per unit waktu. Lagi pula, mengingat sejumlah besar minyak yang diproses, bahkan setengah persen mengalir ke keuntungan finansial tahunan yang besar. Dalam beberapa kasus, sangat penting untuk memperlambat reaksi apa pun, khususnya korosi logam.

Jadi apa yang bergantung pada laju reaksi? Itu tergantung, anehnya, pada banyak parameter yang berbeda.

Untuk memahami masalah ini, pertama-tama, mari kita bayangkan apa yang terjadi sebagai akibat dari reaksi kimia, misalnya:

Persamaan yang ditulis di atas mencerminkan proses di mana molekul zat A dan B, saling bertabrakan, membentuk molekul zat C dan D.

Artinya, tidak diragukan lagi, agar reaksi berlangsung, setidaknya diperlukan tumbukan molekul-molekul zat awal. Jelas, jika kita meningkatkan jumlah molekul per satuan volume, jumlah tabrakan akan meningkat dengan cara yang sama seperti frekuensi tabrakan Anda dengan penumpang dalam bus yang penuh sesak akan meningkat dibandingkan dengan bus yang setengah kosong.

Dengan kata lain, laju reaksi bertambah dengan bertambahnya konsentrasi reaktan.

Dalam kasus ketika satu atau beberapa reaktan adalah gas, laju reaksi meningkat dengan meningkatnya tekanan, karena tekanan gas selalu berbanding lurus dengan konsentrasi molekul penyusunnya.

Namun, tumbukan partikel adalah kondisi yang diperlukan tetapi tidak cukup untuk melanjutkan reaksi. Faktanya adalah, menurut perhitungan, jumlah tumbukan molekul zat yang bereaksi pada konsentrasi yang wajar begitu besar sehingga semua reaksi harus berlangsung dalam sekejap. Namun, ini tidak terjadi dalam praktik. Apa masalahnya?

Faktanya adalah bahwa tidak setiap tumbukan molekul reaktan akan efektif. Banyak tumbukan bersifat elastik - molekul saling memantul seperti bola. Agar reaksi berlangsung, molekul harus memiliki energi kinetik yang cukup. Energi minimum yang harus dimiliki molekul-molekul reaktan agar reaksi dapat berlangsung disebut energi aktivasi dan dilambangkan dengan E a. Dalam suatu sistem yang terdiri dari sejumlah besar molekul, terdapat distribusi energi molekul, ada yang berenergi rendah, ada yang berenergi tinggi dan sedang. Dari semua molekul ini, hanya sebagian kecil molekul yang memiliki energi lebih besar dari energi aktivasi.

Seperti yang diketahui dari pelajaran fisika, suhu sebenarnya adalah ukuran energi kinetik partikel-partikel yang menyusun zat tersebut. Artinya, semakin cepat partikel penyusun zat bergerak, semakin tinggi suhunya. Jadi, jelas, dengan menaikkan suhu, kita pada dasarnya meningkatkan energi kinetik molekul, akibatnya proporsi molekul dengan energi melebihi E a meningkat, dan tumbukan mereka akan menyebabkan reaksi kimia.

Fakta efek positif suhu pada laju reaksi secara empiris ditetapkan pada awal abad ke-19 oleh ahli kimia Belanda Van't Hoff. Berdasarkan penelitiannya, ia merumuskan aturan yang masih menyandang namanya, dan bunyinya seperti ini:

Laju reaksi kimia apa pun meningkat 2-4 kali lipat dengan peningkatan suhu sebesar 10 derajat.

Representasi matematis dari aturan ini ditulis sebagai:

di mana V2 dan V 1 adalah kecepatan pada suhu t 2 dan t 1, masing-masing, dan adalah koefisien suhu reaksi, yang nilainya paling sering terletak pada kisaran 2 hingga 4.

Seringkali laju banyak reaksi dapat ditingkatkan dengan menggunakan katalis.

Katalis adalah zat yang mempercepat reaksi tanpa dikonsumsi.

Tapi bagaimana katalis mengatur untuk meningkatkan laju reaksi?

Ingat energi aktivasi E a . Molekul dengan energi kurang dari energi aktivasi tidak dapat berinteraksi satu sama lain tanpa adanya katalis. Katalis mengubah jalur di mana reaksi berlangsung, mirip dengan bagaimana seorang pemandu yang berpengalaman akan membuka rute ekspedisi tidak secara langsung melalui gunung, tetapi dengan bantuan jalur pintas, akibatnya bahkan satelit-satelit yang tidak memiliki cukup energi untuk mendaki gunung akan bisa berpindah ke sisi lain nya.

Terlepas dari kenyataan bahwa katalis tidak dikonsumsi selama reaksi, namun ia mengambil bagian aktif di dalamnya, membentuk senyawa antara dengan reagen, tetapi pada akhir reaksi ia kembali ke keadaan semula.

Selain faktor-faktor di atas yang mempengaruhi laju reaksi, jika ada antarmuka antara zat-zat yang bereaksi (reaksi heterogen), maka laju reaksi juga akan tergantung pada bidang kontak reaktan. Misalnya, bayangkan butiran aluminium logam yang telah dijatuhkan ke dalam tabung reaksi yang berisi larutan asam klorida dalam air. Aluminium adalah logam aktif yang dapat bereaksi dengan asam non-pengoksidasi. Dengan asam klorida, persamaan reaksinya adalah sebagai berikut:

2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2

Aluminium adalah padatan, yang berarti hanya bereaksi dengan asam klorida pada permukaannya. Jelas, jika kita meningkatkan luas permukaan dengan terlebih dahulu menggulung butiran aluminium menjadi foil, dengan demikian kita menyediakan lebih banyak atom aluminium yang tersedia untuk reaksi dengan asam. Akibatnya, laju reaksi akan meningkat. Demikian pula, peningkatan permukaan padatan dapat dicapai dengan menggilingnya menjadi bubuk.

Juga, laju reaksi heterogen, di mana padatan bereaksi dengan gas atau cairan, sering dipengaruhi secara positif oleh pengadukan, yang disebabkan oleh fakta bahwa sebagai hasil pengadukan, molekul yang terakumulasi dari produk reaksi dihilangkan dari zona reaksi dan bagian baru dari molekul reagen "dibesarkan".

Hal terakhir yang perlu diperhatikan juga adalah besarnya pengaruh terhadap laju reaksi dan sifat reagen. Misalnya, semakin rendah logam alkali dalam tabel periodik, semakin cepat bereaksi dengan air, fluor bereaksi paling cepat dengan gas hidrogen di antara semua halogen, dll.

Singkatnya, laju reaksi tergantung pada faktor-faktor berikut:

1) konsentrasi reagen: semakin tinggi, semakin besar laju reaksi.

2) suhu: dengan meningkatnya suhu, laju reaksi meningkat.

3) area kontak reaktan: semakin besar area kontak reaktan, semakin tinggi laju reaksi.

4) pengadukan, jika terjadi reaksi antara zat padat dengan zat cair atau gas, pengadukan dapat mempercepatnya.

Tugas dengan komentar dan solusi

Contoh 23. Peningkatan laju reaksi, persamaan yang 2CO + O 2 = 2CO 2, berkontribusi

1) peningkatan konsentrasi CO

2) penurunan konsentrasi O 2

3) penurunan tekanan

4) menurunkan suhu

Diketahui bahwa laju reaksi kimia tergantung pada faktor-faktor berikut:

Sifat zat yang bereaksi (ceteris paribus, zat yang lebih aktif bereaksi lebih cepat);

Konsentrasi reaktan (semakin tinggi konsentrasi, semakin tinggi laju reaksi);

Suhu (peningkatan suhu menyebabkan percepatan reaksi);

Adanya katalis (katalis mempercepat proses);

Tekanan (untuk reaksi yang melibatkan gas, peningkatan tekanan setara dengan peningkatan konsentrasi, sehingga laju reaksi meningkat dengan meningkatnya tekanan);

Tingkat penggilingan padatan (semakin besar tingkat penggilingan, semakin besar luas permukaan kontak reagen padat, dan semakin tinggi laju reaksi).

Mempertimbangkan faktor-faktor ini, kami menganalisis jawaban yang diajukan:

1) peningkatan konsentrasi CO (zat awal) memang akan menyebabkan peningkatan laju reaksi kimia;

2) penurunan konsentrasi O 2 tidak akan menyebabkan peningkatan, tetapi penurunan laju reaksi;

3) penurunan tekanan pada dasarnya sama dengan penurunan konsentrasi pereaksi, sehingga laju reaksi juga akan menurun;

4) penurunan suhu selalu menyebabkan penurunan laju reaksi kimia.

Contoh 24. Laju reaksi antara besi dan asam klorida meningkat sebesar

1) menambahkan inhibitor

2) menurunkan suhu

3) peningkatan tekanan

4) peningkatan konsentrasi HCl

Pertama-tama, kita tulis persamaan reaksinya:

Mari kita menganalisis jawaban yang diajukan. Diketahui bahwa penambahan inhibitor mengurangi laju reaksi, dan penurunan suhu juga memiliki efek yang sama. Perubahan tekanan tidak mempengaruhi laju reaksi ini (karena tidak ada zat gas di antara reagen). Oleh karena itu, untuk meningkatkan laju reaksi, konsentrasi salah satu reaktan, yaitu asam klorida, harus ditingkatkan.

Contoh 25. Laju reaksi antara asam asetat dan etanol tidak terpengaruh

1) katalis

2) suhu

3) konsentrasi zat awal

4) tekanan

Asam asetat dan etanol adalah cairan. Oleh karena itu, perubahan tekanan tidak mempengaruhi laju reaksi antara zat-zat ini, karena faktor ini hanya mempengaruhi reaksi yang melibatkan zat gas.

Contoh 26. Bereaksi dengan hidrogen pada tingkat tertinggi

4) karbon

Karbon dan belerang adalah non-logam aktif rendah. Saat dipanaskan, aktivitasnya meningkat tajam; pada suhu tinggi, gas hidrogen akan berinteraksi dengan sulfur padat (titik leleh sulfur 444 ° C) dan karbon padat. Aktivitas kimia halogen jauh lebih besar daripada non-logam lainnya (ceteris paribus). Halogen yang paling aktif adalah fluor. Seperti yang Anda ketahui, bahkan zat stabil seperti air dan fiberglass terbakar dalam atmosfer fluor. Memang, hidrogen dan klorin berinteraksi baik ketika dipanaskan atau dalam cahaya terang, sementara fluor dan hidrogen meledak dalam kondisi apa pun (bahkan pada suhu yang sangat rendah).

Tugas untuk pekerjaan mandiri

79. Asam klorida bereaksi paling cepat dengan

2) natrium hidroksida (larutan)

3) besi

4) besi(II) karbonat

80. Laju reaksi meningkat dengan

1) meningkatkan konsentrasi CO

2) menurunkan suhu

3) peningkatan tekanan

4) kenaikan suhu

5) reagen penggilingan

81.

A. Interaksi nitrogen dengan hidrogen lebih cepat pada tekanan tinggi.

B. Laju reaksi tergantung pada suhu.

1) hanya A yang benar

2) hanya B yang benar

3) kedua pernyataan itu benar

4) kedua penilaian itu salah

82. berinteraksi dengan tingkat tertinggi pada suhu kamar

83. Reaksi kecepatan akan meningkat pada

1) peningkatan konsentrasi sulfur dioksida

2) kenaikan suhu

3) menurunkan suhu

4) peningkatan tekanan

5) penurunan konsentrasi oksigen

84. Laju reaksi kimia antara larutan asam sulfat dan besi tidak terpengaruh

1) peningkatan konsentrasi asam

2) perubahan volume kapal

3) kenaikan suhu reaksi

4) peningkatan tekanan

5) penggilingan besi

85. Reaksi antara air dan

1) natrium

2) kalsium

3) magnesium

86. berinteraksi dengan tercepat

87. Laju reaksi yang skemanya meningkat dengan

1) meningkatkan konsentrasi ion besi

2) penurunan konsentrasi ion besi

3) menurunkan suhu

4) meningkatkan konsentrasi asam

5) besi gerinda

88. Apakah pernyataan-pernyataan berikut tentang laju reaksi kimia benar?

A. Laju interaksi seng dengan oksigen tergantung pada tekanan oksigen dalam sistem.

B. Dengan peningkatan suhu sebesar 10 ° C, laju sebagian besar reaksi meningkat 2-4 kali.

1) hanya A yang benar

2) benar, hanya B

3) kedua pernyataan itu benar

4) kedua penilaian itu salah

89. Laju reaksi tidak dipengaruhi oleh perubahan

1) konsentrasi asam klorida

2) tekanan

3) konsentrasi natrium klorida

4) konsentrasi natrium sulfit

5) suhu

90. Dalam kondisi normal, reaksi berlangsung pada tingkat tertinggi, persamaan / skema yang

91. Apakah pernyataan-pernyataan berikut tentang laju reaksi kimia benar?

A. Interaksi oksigen dengan seng berlangsung pada tingkat yang lebih tinggi dibandingkan dengan tembaga.

B. Laju reaksi dalam larutan tergantung pada konsentrasi reaktan.

1) hanya A yang benar

2) hanya B yang benar

3) kedua pernyataan itu benar

4) kedua penilaian itu salah

92. Berinteraksi dengan tarif terendah pada suhu kamar

1) tembaga sulfat (larutan) dan natrium hidroksida (larutan)

2) natrium dan air

3) oksigen dan seng

4) asam sulfat (larutan) dan kalsium karbonat (tv)

93. Apakah pernyataan-pernyataan berikut tentang laju reaksi kimia benar?

A. Interaksi seng dengan asam klorida berlangsung pada tingkat yang lebih tinggi dibandingkan dengan asam ortofosfat dengan konsentrasi yang sama.

B. Laju reaksi dalam larutan tergantung pada volume bejana tempat reaksi berlangsung.

1) hanya A yang benar

2) hanya B yang benar

3) kedua pernyataan itu benar

4) kedua penilaian itu salah