ქიმიური რეაქციის სიჩქარე არის რეაგენტების კონცენტრაციის ცვლილება ერთეულ დროში.

ერთგვაროვან რეაქციებში რეაქციის სივრცე ეხება რეაქციის ჭურჭლის მოცულობას, ხოლო ჰეტეროგენულ რეაქციებში ზედაპირს, რომელზეც რეაქცია მიმდინარეობს. რეაგენტების კონცენტრაცია ჩვეულებრივ გამოიხატება მოლ/ლ-ში - ნივთიერების მოლების რაოდენობა 1 ლიტრ ხსნარში.

ქიმიური რეაქციის სიჩქარე დამოკიდებულია რეაგენტების ბუნებაზე, კონცენტრაციაზე, ტემპერატურაზე, წნევაზე, ნივთიერებების კონტაქტურ ზედაპირზე და მის ბუნებაზე, კატალიზატორების არსებობაზე.

ქიმიურ ურთიერთქმედებაში შემავალი ნივთიერებების კონცენტრაციის ზრდა იწვევს ქიმიური რეაქციის სიჩქარის ზრდას. ეს იმის გამო ხდება, რომ ყველა ქიმიური რეაქცია მიმდინარეობს გარკვეულ რაოდენობას მორეაქტიულ ნაწილაკებს შორის (ატომები, მოლეკულები, იონები). რაც უფრო მეტია ეს ნაწილაკები რეაქციის სივრცის მოცულობაში, მით უფრო ხშირად ეჯახებიან ისინი და ხდება ქიმიური ურთიერთქმედება. ქიმიური რეაქცია შეიძლება მიმდინარეობდეს ერთი ან რამდენიმე ელემენტარული აქტის (შეჯახების) მეშვეობით. რეაქციის განტოლებიდან გამომდინარე, შესაძლებელია დაწეროთ გამოხატულება რეაქციის სიჩქარის დამოკიდებულების შესახებ რეაქტიული ნივთიერებების კონცენტრაციაზე. თუ მხოლოდ ერთი მოლეკულა მონაწილეობს ელემენტარულ აქტში (დაშლის რეაქციის დროს), დამოკიდებულება ასე გამოიყურება:

ვ= k*[A]

ეს არის მონომოლეკულური რეაქციის განტოლება. როდესაც ორი განსხვავებული მოლეკულა ურთიერთქმედებს ელემენტარულ აქტში, დამოკიდებულებას აქვს ფორმა:

ვ= k*[A]*[B]

რეაქციას ბიმოლეკულური ეწოდება. სამი მოლეკულის შეჯახების შემთხვევაში გამოთქმა მოქმედებს:

ვ= k*[A]*[B]*[C]

რეაქციას ტრიმოლეკულური ეწოდება. კოეფიციენტების აღნიშვნები:

ვ — სიჩქარის რეაქცია;

[A], [B], [C] არის რეაქტიული ნივთიერებების კონცენტრაციები;

k არის პროპორციულობის კოეფიციენტი; რეაქციის სიჩქარის მუდმივი ეწოდება.

თუ რეაგენტების კონცენტრაცია უდრის ერთს (1 მოლ/ლ) ან მათი პროდუქტი ერთის ტოლია, მაშინ v=კ.. სიჩქარის მუდმივი დამოკიდებულია რეაგენტების ბუნებაზე და ტემპერატურაზე. მარტივი რეაქციების (ე.ი. ერთი ელემენტარული მოქმედების შედეგად წარმოქმნილი რეაქციების) სიჩქარის დამოკიდებულება კონცენტრაციაზე აღწერილია მასის მოქმედების კანონით: ქიმიური რეაქციის სიჩქარე პირდაპირპროპორციულია რეაქტიული ნივთიერებების კონცენტრაციის პროდუქტის, მათი სტექიომეტრიული კოეფიციენტების სიძლიერეზე.

მაგალითად, გავაანალიზოთ რეაქცია 2NO + O 2 = 2NO 2.

Მასში ვ= k* 2 *

იმ შემთხვევაში, როდესაც ქიმიური რეაქციის განტოლება არ შეესაბამება ურთიერთქმედების ელემენტარულ აქტს, მაგრამ ასახავს მხოლოდ ურთიერთკავშირს მოხვედრილი და წარმოქმნილი ნივთიერებების მასას შორის, მაშინ კონცენტრაციების ხარისხი არ იქნება ტოლი კოეფიციენტების წინ. რეაქციის განტოლებაში შესაბამისი ნივთიერებების ფორმულები. რეაქციისთვის, რომელიც მიმდინარეობს რამდენიმე ეტაპად, რეაქციის სიჩქარე განისაზღვრება ყველაზე ნელი (შემზღუდველი) ეტაპის სიჩქარით.

რეაქციის სიჩქარის ეს დამოკიდებულება რეაგენტების კონცენტრაციაზე მოქმედებს გაზებსა და ხსნარში მიმდინარე რეაქციებზე. მყარი ნივთიერებების შემცველი რეაქციები არ ემორჩილება მასის მოქმედების კანონს, ვინაიდან მოლეკულების ურთიერთქმედება ხდება მხოლოდ ინტერფეისზე. შესაბამისად, ჰეტეროგენული რეაქციის სიჩქარე ასევე დამოკიდებულია რეაგირების ფაზების საკონტაქტო ზედაპირის ზომასა და ბუნებაზე. რაც უფრო დიდია ზედაპირი, მით უფრო სწრაფად გაგრძელდება რეაქცია.

ტემპერატურის გავლენა ქიმიური რეაქციის სიჩქარეზე

ტემპერატურის გავლენა ქიმიური რეაქციის სიჩქარეზე განისაზღვრება ვან ჰოფის წესით: ყოველ 10-ზე ტემპერატურის მატებით ° C, რეაქციის სიჩქარე იზრდება 2-4 ჯერ.მათემატიკურად, ეს წესი გადმოცემულია შემდეგი განტოლებით:

v t2= v t1*g(t2-t1)/10

სადაც v t1და v t2 -რეაქციის სიჩქარე t2 და t1 ტემპერატურაზე; g - რეაქციის ტემპერატურული კოეფიციენტი - რიცხვი, რომელიც აჩვენებს რამდენჯერ იზრდება რეაქციის სიჩქარე ტემპერატურის მატებასთან ერთად ყოველ 10-ზე ° C. ქიმიური რეაქციის სიჩქარის ასეთი მნიშვნელოვანი დამოკიდებულება ტემპერატურაზე აიხსნება იმით, რომ ახალი ნივთიერებების წარმოქმნა არ ხდება მორეაქტიული მოლეკულების ყოველი შეჯახებისას. ურთიერთქმედებენ მხოლოდ ის მოლეკულები (აქტიური მოლეკულები), რომლებსაც აქვთ საკმარისი ენერგია თავდაპირველ ნაწილაკებში ობლიგაციების გასაწყვეტად. ამიტომ, თითოეულ რეაქციას ახასიათებს ენერგეტიკული ბარიერი. მის დასაძლევად მოლეკულას სჭირდება აქტივაციის ენერგია -გარკვეული ჭარბი ენერგია, რომელიც უნდა ჰქონდეს მოლეკულას, რათა მისმა სხვა მოლეკულასთან შეჯახებამ გამოიწვიოს ახალი ნივთიერების წარმოქმნა. ტემპერატურის მატებასთან ერთად, აქტიური მოლეკულების რაოდენობა სწრაფად იზრდება, რაც იწვევს რეაქციის სიჩქარის მკვეთრ ზრდას ვან ჰოფის წესის მიხედვით. თითოეული კონკრეტული რეაქციისთვის აქტივაციის ენერგია დამოკიდებულია რეაქტიული ნივთიერებების ბუნებაზე.

აქტიური შეჯახების თეორიასაშუალებას იძლევა ახსნას ზოგიერთი ფაქტორის გავლენა ქიმიური რეაქციის სიჩქარეზე. ამ თეორიის ძირითადი დებულებები:

• რეაქციები წარმოიქმნება, როდესაც რეაგენტების ნაწილაკები, რომლებსაც აქვთ გარკვეული ენერგია, ეჯახებიან.
• რაც უფრო მეტია რეაგენტის ნაწილაკები, რაც უფრო ახლოს არიან ისინი ერთმანეთთან, მით უფრო დიდია მათი შეჯახების და რეაგირების ალბათობა.
• მხოლოდ ეფექტური შეჯახებები იწვევს რეაქციას, ე.ი. ისეთები, რომლებშიც „ძველი კავშირები“ განადგურებულია ან სუსტდება და, შესაბამისად, „ახალი“ შეიძლება ჩამოყალიბდეს. ამისათვის ნაწილაკებს საკმარისი ენერგია უნდა ჰქონდეთ.
• რეაქტიული ნაწილაკების ეფექტური შეჯახებისთვის საჭირო მინიმალური ჭარბი ენერგია ეწოდება აქტივაციის ენერგია Ea.
• ქიმიკატების აქტივობა გამოიხატება მათთან დაკავშირებული რეაქციების დაბალი აქტივაციის ენერგიით. რაც უფრო დაბალია აქტივაციის ენერგია, მით უფრო მაღალია რეაქციის სიჩქარე.მაგალითად, კათიონებსა და ანიონებს შორის რეაქციებში აქტივაციის ენერგია ძალიან დაბალია, ამიტომ ასეთი რეაქციები თითქმის მყისიერად მიმდინარეობს.

კატალიზატორის გავლენა

ქიმიური რეაქციების სიჩქარეზე ზემოქმედების ერთ-ერთი ყველაზე ეფექტური საშუალებაა კატალიზატორების გამოყენება. რომ კატალიზატორები -ეს არის ნივთიერებები, რომლებიც ცვლის რეაქციის სიჩქარეს და პროცესის ბოლოს უცვლელი რჩება შემადგენლობითა და მასით. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, თავად რეაქციის მომენტში კატალიზატორი აქტიურად მონაწილეობს ქიმიურ პროცესში, მაგრამ რეაქციის დასასრულს რეაქტიული ნივთიერებები ცვლის ქიმიურ შემადგენლობას, გადაიქცევა პროდუქტებად და კატალიზატორი გამოიყოფა თავდაპირველი სახით. ჩვეულებრივ, კატალიზატორის როლი არის რეაქციის სიჩქარის გაზრდა, თუმცა ზოგიერთი კატალიზატორი არ აჩქარებს, მაგრამ ანელებს პროცესს. კატალიზატორების არსებობის გამო ქიმიური რეაქციების აჩქარების ფენომენს ე.წ კატალიზი,და შენელება დათრგუნვა.

ზოგიერთ ნივთიერებას არ აქვს კატალიზური ეფექტი, მაგრამ მათი დანამატები მკვეთრად ზრდის კატალიზატორების კატალიზურ უნარს. ასეთ ნივთიერებებს ე.წ პრომოუტერები. სხვა ნივთიერებები (კატალიზური შხამები) ამცირებს ან თუნდაც მთლიანად ბლოკავს კატალიზატორების მოქმედებას, ამ პროცესს ე.წ. კატალიზატორის მოწამვლა.

კატალიზის ორი ტიპი არსებობს: ერთგვაროვანიდა ჰეტეროგენული. ზე ერთგვაროვანი კატალიზირეაქტორები, პროდუქტები და კატალიზატორი ქმნიან ერთ ფაზას (გაზი ან თხევადი). ამ შემთხვევაში, არ არსებობს ინტერფეისი კატალიზატორსა და რეაგენტებს შორის.

თავისებურება ჰეტეროგენული კატალიზიარის ის, რომ კატალიზატორები (ჩვეულებრივ მყარი) არიან განსხვავებულ ფაზაში, ვიდრე რეაქტორები და რეაქციის პროდუქტები. რეაქცია ჩვეულებრივ ვითარდება მყარი ნივთიერების ზედაპირზე.

ჰომოგენური კატალიზის დროს კატალიზატორსა და რეაგენტს შორის წარმოიქმნება შუალედური პროდუქტები დაბალი აქტივაციის ენერგიით რეაქციის შედეგად. ჰეტეროგენული კატალიზის დროს სიჩქარის ზრდა აიხსნება კატალიზატორის ზედაპირზე რეაქტიული ნივთიერებების ადსორბციით. შედეგად, მათი კონცენტრაცია იზრდება და რეაქციის სიჩქარე იზრდება.

კატალიზის განსაკუთრებული შემთხვევაა ავტოკატალიზი.მისი მნიშვნელობა მდგომარეობს იმაში, რომ ქიმიურ პროცესს აჩქარებს ერთ-ერთი რეაქციის პროდუქტი.

შესწავლილი ძირითადი ცნებები:

ქიმიური რეაქციების სიჩქარე

მოლარული კონცენტრაცია

კინეტიკა

ჰომოგენური და ჰეტეროგენული რეაქციები

ქიმიური რეაქციების სიჩქარეზე მოქმედი ფაქტორები

კატალიზატორი, ინჰიბიტორი

კატალიზი

შექცევადი და შეუქცევადი რეაქციები

ქიმიური წონასწორობა

ქიმიური რეაქციები არის რეაქციები, რის შედეგადაც სხვა ნივთიერებები მიიღება ერთი ნივთიერებისგან (ახალი ნივთიერებები წარმოიქმნება ორიგინალური ნივთიერებებისგან). ზოგიერთი ქიმიური რეაქცია მიმდინარეობს წამის ფრაქციებში (აფეთქება), ზოგი კი წუთებს, დღეებს, წლებს, ათწლეულებს და ა.შ.

მაგალითად: დენთის წვის რეაქცია ხდება მყისიერად აალებასთან და აფეთქებასთან ერთად, ხოლო ვერცხლის ჩაბნელების ან რკინის (კოროზიის) დაჟანგვის რეაქცია მიმდინარეობს ისე ნელა, რომ მისი შედეგის დაკვირვება შესაძლებელია მხოლოდ დიდი ხნის შემდეგ.

ქიმიური რეაქციის სიჩქარის დასახასიათებლად გამოიყენება ქიმიური რეაქციის სიჩქარის ცნება - υ.

ქიმიური რეაქციის სიჩქარეარის რეაქციის ერთ-ერთი რეაქტანტის კონცენტრაციის ცვლილება დროის ერთეულზე.

ქიმიური რეაქციის სიჩქარის გამოთვლის ფორმულა არის:

υ =	2-დან 1-მდე	=	∆ s
t2 – t1	∆t

c 1 - ნივთიერების მოლური კონცენტრაცია საწყის დროს t 1

c 2 - ნივთიერების მოლური კონცენტრაცია საწყის დროს t 2

ვინაიდან ქიმიური რეაქციის სიჩქარე ხასიათდება მოლური კონცენტრაციის ცვლილებით მორეაქტიული ნივთიერებების (საწყისი ნივთიერებების), შემდეგ t 2 > t 1 და c 2 > c 1 (საწყისი ნივთიერებების კონცენტრაცია მცირდება რეაქციის მიმდინარეობისას. ).

მოლარული კონცენტრაცია (s)არის ნივთიერების რაოდენობა მოცულობის ერთეულზე. მოლური კონცენტრაციის საზომი ერთეულია [მოლ/ლ].

ქიმიის დარგი, რომელიც სწავლობს ქიმიური რეაქციების სიჩქარეს, ეწოდება ქიმიური კინეტიკა. იცის მისი კანონები, ადამიანს შეუძლია გააკონტროლოს ქიმიური პროცესები, დააწესოს გარკვეული სიჩქარე.

ქიმიური რეაქციის სიჩქარის გაანგარიშებისას უნდა გვახსოვდეს, რომ რეაქციები იყოფა ერთგვაროვან და ჰეტეროგენებად.

ჰომოგენური რეაქციები- რეაქციები, რომლებიც მიმდინარეობს ერთსა და იმავე გარემოში (ანუ რეაქტიული ნივთიერებები აგრეგაციის ერთსა და იმავე მდგომარეობაში არიან; მაგალითად: აირი + აირი, სითხე + სითხე).

ჰეტეროგენული რეაქციები- ეს არის რეაქციები, რომლებიც წარმოიქმნება ნივთიერებებს შორის არაჰომოგენურ გარემოში (არსებობს ფაზის ინტერფეისი, ანუ რეაქციაში მყოფი ნივთიერებები აგრეგაციის განსხვავებულ მდგომარეობაშია; მაგალითად: აირი + თხევადი, თხევადი + მყარი).

ზემოთ მოყვანილი ფორმულა ქიმიური რეაქციის სიჩქარის გამოსათვლელად მოქმედებს მხოლოდ ერთგვაროვანი რეაქციებისთვის. თუ რეაქცია ჰეტეროგენულია, მაშინ ის შეიძლება მოხდეს მხოლოდ რეაგენტებს შორის ინტერფეისზე.

ჰეტეროგენული რეაქციისთვის, სიჩქარე გამოითვლება ფორმულით:

∆ν - ნივთიერების რაოდენობის ცვლილება

S არის ინტერფეისის ფართობი

∆ t არის დროის ინტერვალი, რომლის დროსაც მოხდა რეაქცია

ქიმიური რეაქციების სიჩქარე დამოკიდებულია სხვადასხვა ფაქტორებზე: რეაქტიული ნივთიერებების ბუნებაზე, ნივთიერებების კონცენტრაციაზე, ტემპერატურაზე, კატალიზატორებზე ან ინჰიბიტორებზე.

რეაქციის სიჩქარის დამოკიდებულება რეაგენტების ბუნებაზე.

მოდით გავაანალიზოთ რეაქციის სიჩქარის ეს დამოკიდებულება მაგალითად: ორ სინჯარაში, რომლებიც შეიცავს ერთნაირი რაოდენობის მარილმჟავას ხსნარს (HCl), იმავე ფართობის ლითონის გრანულებს ვათავსებთ: პირველ სინჯარაში რკინის (Fe) გრანულს, ხოლო მეორეში - მაგნიუმს. (მგ) გრანულა. დაკვირვების შედეგად, წყალბადის ევოლუციის სიჩქარის მიხედვით (H 2), ჩანს, რომ მაგნიუმი რეაგირებს მარილმჟავასთან ყველაზე მაღალი სიჩქარით, ვიდრე რკინა.. ამ ქიმიური რეაქციის სიჩქარეზე გავლენას ახდენს ლითონის ბუნება (ანუ მაგნიუმი უფრო რეაქტიული ლითონია, ვიდრე რკინა და, შესაბამისად, უფრო ენერგიულად რეაგირებს მჟავასთან).

ქიმიური რეაქციების სიჩქარის დამოკიდებულება რეაგენტების კონცენტრაციაზე.

რაც უფრო მაღალია რეაქტიული (საწყისი) ნივთიერების კონცენტრაცია, მით უფრო სწრაფად მიმდინარეობს რეაქცია. პირიქით, რაც უფრო დაბალია რეაგენტის კონცენტრაცია, მით უფრო ნელია რეაქცია.

მაგალითად: ერთ სინჯარაში დავასხათ მარილმჟავას (HCl) კონცენტრირებულ ხსნარს, მეორეში კი მარილმჟავას განზავებულ ხსნარს. ორივე სინჯარაში ჩავსვამთ თუთიის (Zn) გრანულს. ჩვენ ვაკვირდებით წყალბადის ევოლუციის სიჩქარით, რომ რეაქცია უფრო სწრაფად წავა პირველ სინჯარაში, რადგან მასში მარილმჟავას კონცენტრაცია უფრო დიდია, ვიდრე მეორე სინჯარაში.

ქიმიური რეაქციის სიჩქარის დამოკიდებულების დასადგენად, (მოქმედი) მასების მოქმედების კანონი : ქიმიური რეაქციის სიჩქარე პირდაპირპროპორციულია რეაგენტების კონცენტრაციების პროდუქტის, მიღებული სიმძლავრეებით, რომლებიც უდრის მათ კოეფიციენტებს.

მაგალითად, სქემის მიხედვით მიმდინარე რეაქციისთვის: nA + mB → D, ქიმიური რეაქციის სიჩქარე განისაზღვრება ფორმულით:

υ ჩ.რ. = k C (A) n C (B) m, სადაც

υ x.r - ქიმიური რეაქციის სიჩქარე

C(A)- მაგრამ

CV) - ნივთიერების მოლური კონცენტრაცია AT

n და m - მათი კოეფიციენტები

კ- ქიმიური რეაქციის სიჩქარის მუდმივი (საცნობარო მნიშვნელობა).

მასობრივი მოქმედების კანონი არ ვრცელდება მყარ მდგომარეობაში მყოფ ნივთიერებებზე, რადგან მათი კონცენტრაცია მუდმივია (იმის გამო, რომ ისინი რეაგირებენ მხოლოდ ზედაპირზე, რომელიც უცვლელი რჩება).

მაგალითად: რეაქციისთვის 2 Cu + O 2 \u003d 2 CuO რეაქციის სიჩქარე განისაზღვრება ფორმულით:

υ ჩ.რ. \u003d k C (O 2)

პრობლემა: რეაქციის სიჩქარის მუდმივი 2A + B = D არის 0.005. გამოთვალეთ რეაქციის სიჩქარე ნივთიერების მოლური კონცენტრაციით A \u003d 0,6 მოლ / ლ, ნივთიერება B \u003d 0,8 მოლ / ლ.

ქიმიური რეაქციის სიჩქარის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე.

ეს დამოკიდებულება განისაზღვრება ვან ჰოფის წესი (1884): ტემპერატურის მატებასთან ერთად ყოველ 10 ° C-ზე, ქიმიური რეაქციის სიჩქარე საშუალოდ 2-4-ჯერ იზრდება.

ამრიგად, წყალბადის (H 2) და ჟანგბადის (O 2) ურთიერთქმედება თითქმის არ ხდება ოთახის ტემპერატურაზე, ამიტომ ამ ქიმიური რეაქციის სიჩქარე იმდენად დაბალია. მაგრამ 500 C ტემპერატურაზე დაახლოებით ეს რეაქცია 50 წუთში მიმდინარეობს, ხოლო 700 C ტემპერატურაზე - თითქმის მყისიერად.

ქიმიური რეაქციის სიჩქარის გამოთვლის ფორმულა ვან ჰოფის წესის მიხედვით:

სადაც: υ t 1 და υ t 2 არის ქიმიური რეაქციების სიჩქარე t 2 და t 1-ზე

γ - ტემპერატურის კოეფიციენტი, რომელიც გვიჩვენებს რამდენჯერ იზრდება რეაქციის სიჩქარე ტემპერატურის 10 ° C-ით მატებასთან ერთად.

რეაქციის სიჩქარის ცვლილება:

2. ჩაანაცვლეთ მონაცემები პრობლემის განცხადებიდან ფორმულით:

რეაქციის სიჩქარის დამოკიდებულება სპეციალურ ნივთიერებებზე - კატალიზატორებზე და ინჰიბიტორებზე.

კატალიზატორინივთიერება, რომელიც ზრდის ქიმიური რეაქციის სიჩქარეს, მაგრამ თავად არ მონაწილეობს მასში.

ინჰიბიტორინივთიერება, რომელიც ანელებს ქიმიურ რეაქციას, მაგრამ არ მონაწილეობს მასში.

მაგალითი: სინჯარაში 3% წყალბადის ზეჟანგის ხსნარით (H 2 O 2), რომელიც თბება, დავამატოთ ადუღებული ნატეხი - არ ანათებს, რადგან წყალბადის ზეჟანგის წყალში (H 2 O) და ჟანგბადში (O 2) დაშლის რეაქციის სიჩქარე ძალიან დაბალია და შედეგად მიღებული ჟანგბადი არ არის საკმარისი ჟანგბადზე ხარისხობრივი რეაქციის განსახორციელებლად (წვის შენარჩუნება). ახლა მოდით დავამატოთ მანგანუმის (IV) ოქსიდის (MnO 2) პატარა შავი ფხვნილი სინჯარაში და დავინახავთ, რომ დაიწყო გაზის (ჟანგბადის) ბუშტების სწრაფი ევოლუცია და ტესტის მილში შეყვანილი აალებული ჩირაღდანი კაშკაშა ანათებს. MnO 2 არის ამ რეაქციის კატალიზატორი, ის აჩქარებდა რეაქციის სიჩქარეს, მაგრამ თავად არ მონაწილეობდა მასში (ეს შეიძლება დადასტურდეს კატალიზატორის აწონვით რეაქციამდე და მის შემდეგ - მისი მასა არ შეიცვლება).

ქიმიური რეაქციის სიჩქარე დამოკიდებულია ბევრ ფაქტორზე, მათ შორის რეაგენტების ბუნებაზე, რეაგენტების კონცენტრაციაზე, ტემპერატურაზე და კატალიზატორების არსებობაზე. განვიხილოთ ეს ფაქტორები.

1). რეაგენტების ბუნება. თუ არსებობს იონური ბმის მქონე ნივთიერებებს შორის ურთიერთქმედება, მაშინ რეაქცია უფრო სწრაფად მიმდინარეობს, ვიდრე კოვალენტური ბმის მქონე ნივთიერებებს შორის.

2.) რეაგენტის კონცენტრაცია. ქიმიური რეაქცია რომ მოხდეს, რეაგენტების მოლეკულები უნდა შეეჯახონ. ანუ, მოლეკულები ისე უნდა მიუახლოვდნენ ერთმანეთს, რომ ერთი ნაწილაკების ატომები განიცდიან მეორის ელექტრული ველების მოქმედებას. მხოლოდ ამ შემთხვევაში იქნება შესაძლებელი ელექტრონების გადასვლები და ატომების შესაბამისი გადაწყობა, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ახალი ნივთიერებების მოლეკულები. ამრიგად, ქიმიური რეაქციების სიჩქარე პროპორციულია მოლეკულებს შორის მომხდარი შეჯახების რაოდენობისა, ხოლო შეჯახების რაოდენობა, თავის მხრივ, პროპორციულია რეაგენტების კონცენტრაციისა. ექსპერიმენტული მასალის საფუძველზე ნორვეგიელმა მეცნიერებმა გულდბერგმა და ვააგემ და მათგან დამოუკიდებლად რუსმა მეცნიერმა ბეკეტოვმა 1867 წელს ჩამოაყალიბეს ქიმიური კინეტიკის ძირითადი კანონი - მასობრივი მოქმედების კანონი(ZDM): მუდმივ ტემპერატურაზე, ქიმიური რეაქციის სიჩქარე პირდაპირპროპორციულია რეაგენტების კონცენტრაციის პროდუქტის მათი სტექიომეტრიული კოეფიციენტების სიმძლავრის მიმართ. ზოგადი შემთხვევისთვის:

მასობრივი მოქმედების კანონს აქვს ფორმა:

მასობრივი მოქმედების კანონი მოცემული რეაქციისთვის ეწოდება რეაქციის მთავარი კინეტიკური განტოლება. საბაზისო კინეტიკური განტოლებაში k არის რეაქციის სიჩქარის მუდმივი, რომელიც დამოკიდებულია რეაქტანტების ბუნებაზე და ტემპერატურაზე.

ქიმიური რეაქციების უმეტესობა შექცევადია. ასეთი რეაქციების დროს, მათი პროდუქტები, დაგროვების დროს, ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან და წარმოქმნიან საწყისი ნივთიერებებს:

წინა რეაქციის სიჩქარე:

გამოხმაურების მაჩვენებელი:

წონასწორობის დროს:

აქედან წონასწორობის მდგომარეობაში მოქმედი მასების კანონი მიიღებს ფორმას:

,

სადაც K არის რეაქციის წონასწორობის მუდმივი.

3) ტემპერატურის გავლენა რეაქციის სიჩქარეზე. ქიმიური რეაქციების სიჩქარე, როგორც წესი, იზრდება ტემპერატურის გადამეტებისას. განვიხილოთ ეს წყალბადის ჟანგბადთან ურთიერთქმედების მაგალითის გამოყენებით.

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

20 0 C ტემპერატურაზე, რეაქციის სიჩქარე თითქმის ნულის ტოლია და 54 მილიარდი წელი დასჭირდება, რომ ურთიერთქმედება 15%-ით გაიაროს. 500 0 C ტემპერატურაზე წყლის წარმოქმნას 50 წუთი სჭირდება, ხოლო 700 0 C ტემპერატურაზე რეაქცია მყისიერად მიმდინარეობს.

გამოიხატება რეაქციის სიჩქარის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე ვანტ ჰოფის წესი: ტემპერატურის 10-ით მატებასთან ერთად რეაქციის სიჩქარე იზრდება 2-4-ჯერ. ვანტ ჰოფის წესი წერია:

4) კატალიზატორების გავლენა. ქიმიური რეაქციების სიჩქარის კონტროლი შესაძლებელია კატალიზატორები- ნივთიერებები, რომლებიც ცვლის რეაქციის სიჩქარეს და უცვლელი რჩება რეაქციის შემდეგ. რეაქციის სიჩქარის ცვლილებას კატალიზატორის თანდასწრებით კატალიზი ეწოდება. გამოარჩევენ დადებითი(რეაქციის სიჩქარე იზრდება) და უარყოფითი(რეაქციის სიჩქარე მცირდება) კატალიზი. ზოგჯერ კატალიზატორი წარმოიქმნება რეაქციის დროს, ასეთ პროცესებს ავტოკატალიზს უწოდებენ. განასხვავებენ ჰომოგენურ და ჰეტეროგენულ კატალიზს.

ზე ერთგვაროვანიკატალიზში კატალიზატორი და რეაქტანტები ერთსა და იმავე ფაზაშია. Მაგალითად:

ზე ჰეტეროგენულიკატალიზში კატალიზატორი და რეაქტანტები სხვადასხვა ფაზაშია. Მაგალითად:

ჰეტეროგენული კატალიზი ასოცირდება ფერმენტულ პროცესებთან. ცოცხალ ორგანიზმებში მიმდინარე ყველა ქიმიური პროცესი კატალიზებულია ფერმენტების მიერ, რომლებიც წარმოადგენენ პროტეინებს გარკვეული სპეციალიზებული ფუნქციებით. ხსნარებში, რომლებშიც მიმდინარეობს ფერმენტული პროცესები, არ არსებობს ტიპიური ჰეტეროგენული გარემო, მკაფიოდ განსაზღვრული ფაზის ინტერფეისის არარსებობის გამო. ასეთ პროცესებს უწოდებენ მიკროჰეტეროგენულ კატალიზს.

ფიზიკური ქიმია: ლექციის ნოტები ბერეზოვჩუკ ა ვ

2. ქიმიური რეაქციის სიჩქარეზე მოქმედი ფაქტორები

ჰომოგენური, ჰეტეროგენული რეაქციებისთვის:

1) რეაქტიული ნივთიერებების კონცენტრაცია;

2) ტემპერატურა;

3) კატალიზატორი;

4) ინჰიბიტორი.

მხოლოდ ჰეტეროგენებისთვის:

1) რეაქტიული ნივთიერებების ინტერფეისის მიწოდების სიჩქარე;

2) ზედაპირის ფართობი.

მთავარი ფაქტორი - რეაქტიული ნივთიერებების ბუნება - ატომებს შორის კავშირის ბუნება რეაგენტების მოლეკულებში.

NO 2 - აზოტის ოქსიდი (IV) - მელას კუდი, CO - ნახშირბადის მონოქსიდი, ნახშირბადის მონოქსიდი.

თუ ისინი იჟანგება ჟანგბადით, მაშინ პირველ შემთხვევაში რეაქცია მყისიერად წავა, ღირს ჭურჭლის საცობის გახსნა, მეორე შემთხვევაში რეაქცია დროში გაგრძელდება.

რეაქტიული ნივთიერებების კონცენტრაცია განხილული იქნება ქვემოთ.

ლურჯი ოფლიანობა მიუთითებს გოგირდის ნალექის მომენტზე, რაც უფრო მაღალია კონცენტრაცია, მით უფრო მაღალია მაჩვენებელი.

ბრინჯი. ათი

რაც უფრო დიდია Na 2 S 2 O 3 კონცენტრაცია, მით ნაკლები დრო სჭირდება რეაქციას. გრაფიკზე (ნახ. 10) ნაჩვენებია პირდაპირპროპორციული ურთიერთობა. რეაქციის სიჩქარის რაოდენობრივი დამოკიდებულება რეაგენტების კონცენტრაციაზე გამოიხატება MMA-ით (მასობრივი მოქმედების კანონი), რომელშიც ნათქვამია: ქიმიური რეაქციის სიჩქარე პირდაპირპროპორციულია რეაგენტების კონცენტრაციის პროდუქტის.

Ისე, კინეტიკის ძირითადი კანონიარის ექსპერიმენტულად დადგენილი კანონი: რეაქციის სიჩქარე პროპორციულია რეაქტორების კონცენტრაციისა, მაგალითად: (ე.ი. რეაქციისთვის)

ამ რეაქციისთვის H 2 + J 2 = 2HJ - სიჩქარე შეიძლება გამოიხატოს ნებისმიერი ნივთიერების კონცენტრაციის ცვლილების თვალსაზრისით. თუ რეაქცია მიმდინარეობს მარცხნიდან მარჯვნივ, მაშინ H 2 და J 2 კონცენტრაცია შემცირდება, HJ კონცენტრაცია გაიზრდება რეაქციის მსვლელობისას. რეაქციების მყისიერი სიჩქარისთვის შეგიძლიათ დაწეროთ გამოხატულება:

კვადრატული ფრჩხილები მიუთითებს კონცენტრაციაზე.

ფიზიკური მნიშვნელობა k–მოლეკულები უწყვეტ მოძრაობაში არიან, ეჯახებიან, იფანტებიან, ეჯახებიან ჭურჭლის კედლებს. იმისათვის, რომ მოხდეს HJ წარმოქმნის ქიმიური რეაქცია, H 2 და J 2 მოლეკულები უნდა შეეჯახონ. ასეთი შეჯახების რაოდენობა იქნება უფრო დიდი, რაც უფრო მეტ H 2 და J 2 მოლეკულებს შეიცავს მოცულობაში, ანუ, მით მეტი იქნება [Н 2] და . მაგრამ მოლეკულები მოძრაობენ სხვადასხვა სიჩქარით და ორი შეჯახებული მოლეკულის მთლიანი კინეტიკური ენერგია განსხვავებული იქნება. თუ უსწრაფესი H 2 და J 2 მოლეკულები შეეჯახებიან, მათი ენერგია შეიძლება იყოს იმდენად მაღალი, რომ მოლეკულები იშლება იოდის და წყალბადის ატომებად, რომლებიც ერთმანეთს შორდებიან და შემდეგ ურთიერთქმედებენ სხვა H 2 + J 2 მოლეკულებთან. ? 2H+2J, შემდეგ H + J 2 ? HJ + J. თუ შეჯახებული მოლეკულების ენერგია ნაკლებია, მაგრამ საკმარისად მაღალია, რომ შესუსტდეს H - H და J - J ბმები, მოხდება წყალბადის იოდის წარმოქმნის რეაქცია:

შეჯახებული მოლეკულების უმრავლესობისთვის ენერგია ნაკლებია ვიდრე საჭიროა H 2 და J 2 კავშირების შესუსტებისთვის. ასეთი მოლეკულები „ჩუმად“ ეჯახებიან და ასევე „მშვიდად“ იშლება, რჩებიან ის, რაც იყო, H 2 და J 2 . ამრიგად, შეჯახების არა ყველა, არამედ მხოლოდ ნაწილი იწვევს ქიმიურ რეაქციას. პროპორციულობის კოეფიციენტი (k) გვიჩვენებს ეფექტიანი შეჯახებების რაოდენობას, რომელიც იწვევს რეაქციას კონცენტრაციებში [H 2 ] = = 1 მოლი. ღირებულება k–კონსტ სიჩქარე. როგორ შეიძლება სიჩქარე იყოს მუდმივი? დიახ, ერთგვაროვანი მართკუთხა მოძრაობის სიჩქარეს ეწოდება მუდმივი ვექტორული სიდიდე, რომელიც უდრის სხეულის მოძრაობის თანაფარდობას დროის ნებისმიერ მონაკვეთში ამ ინტერვალის მნიშვნელობასთან. მაგრამ მოლეკულები მოძრაობენ შემთხვევით, მაშ, როგორ შეიძლება იყოს სიჩქარე? მაგრამ მუდმივი სიჩქარე შეიძლება იყოს მხოლოდ მუდმივ ტემპერატურაზე. ტემპერატურის მატებასთან ერთად, სწრაფი მოლეკულების პროპორცია, რომელთა შეჯახება იწვევს რეაქციას, იზრდება, ანუ სიჩქარის მუდმივი იზრდება. მაგრამ სიჩქარის მუდმივი ზრდა არ არის შეუზღუდავი. გარკვეულ ტემპერატურაზე მოლეკულების ენერგია იმდენად დიდი გახდება, რომ რეაქტიული ნივთიერებების თითქმის ყველა შეჯახება ეფექტური იქნება. როდესაც ორი სწრაფი მოლეკულა ეჯახება, საპირისპირო რეაქცია მოხდება.

დადგება მომენტი, როდესაც H 2-დან და J 2-დან 2HJ-ს წარმოქმნის და დაშლის სიჩქარე ტოლი იქნება, მაგრამ ეს უკვე ქიმიური წონასწორობაა. რეაქციის სიჩქარის დამოკიდებულება რეაგენტების კონცენტრაციაზე შეიძლება გამოვლინდეს ნატრიუმის თიოსულფატის ხსნარის გოგირდმჟავას ხსნართან ურთიერთქმედების ტრადიციული რეაქციის გამოყენებით.

Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + H 2 S 2 O 3, (1)

H 2 S 2 O 3 \u003d S? + H 2 O + SO 2?. (2)

რეაქცია (1) მიმდინარეობს თითქმის მყისიერად. რეაქციის სიჩქარე (2) დამოკიდებულია მუდმივ ტემპერატურაზე რეაგენტის H 2 S 2 O 3 კონცენტრაციაზე. სწორედ ეს რეაქცია დავაფიქსირეთ - ამ შემთხვევაში სიჩქარე იზომება ხსნარების ჩამოსხმის დაწყებიდან ოფლიანობამდე. სტატიაში L. M. კუზნეცოვა აღწერილია ნატრიუმის თიოსულფატის მარილმჟავასთან ურთიერთქმედების რეაქცია. იგი წერს, რომ როდესაც ხსნარი დრენირებულია, ხდება ოპალესცენცია (სიბურიანობა). მაგრამ ლ.მ. კუზნეცოვას ეს განცხადება მცდარია, რადგან ოფლიანობა და დაბინდვა სხვადასხვა რამეა. ოპალესცენცია (ოპალიდან და ლათინურიდან ესცენტია- სუფიქსი, რაც ნიშნავს სუსტ მოქმედებას) - სინათლის გაფანტვა ბუნდოვანი მედიით მათი ოპტიკური არაერთგვაროვნების გამო. სინათლის გაფანტვა- გარემოში გავრცელებული სინათლის სხივების გადახრა ყველა მიმართულებით საწყისი მიმართულებიდან. კოლოიდურ ნაწილაკებს შეუძლიათ სინათლის გაფანტვა (ტინდალ-ფარადეის ეფექტი) - ეს ხსნის კოლოიდური ხსნარის ოპალესცენტურობას, მცირე სიმღვრივეს. ამ ექსპერიმენტის ჩატარებისას აუცილებელია გავითვალისწინოთ ლურჯი ოფლიანობა, შემდეგ კი გოგირდის კოლოიდური სუსპენზიის კოაგულაცია. სუსპენზიის იგივე სიმკვრივე აღინიშნება ნებისმიერი ნიმუშის აშკარა გაქრობით (მაგალითად, ბადე ჭიქის ბოლოში), რომელიც ზემოდან შეინიშნება ხსნარის ფენის მეშვეობით. დრო ითვლება წამზომით გადინების მომენტიდან.

ხსნარები Na 2 S 2 O 3 x 5H 2 O და H 2 SO 4.

პირველი მზადდება 7,5 გ მარილის გახსნით 100 მლ H 2 O-ში, რაც შეესაბამება 0,3 M კონცენტრაციას. იგივე კონცენტრაციის H 2 SO 4 ხსნარის მოსამზადებლად საჭიროა გაზომოთ 1,8 მლ H 2 SO 4 (k), ? = = 1,84 გ / სმ 3 და გახსენით 120 მლ H 2 O . Na 2 S 2 O 3 მომზადებული ხსნარი ჩაასხით სამ ჭიქაში: პირველში - 60 მლ, მეორეში - 30 მლ, მესამეში - 10 მლ. მეორე ჭიქას დაამატეთ 30 მლ გამოხდილი H 2 O, ხოლო მესამეს 50 მლ. ამრიგად, სამივე ჭიქაში იქნება 60 მლ სითხე, მაგრამ პირველში მარილის კონცენტრაცია პირობითია = 1, მეორეში - ½, ხოლო მესამეში - 1/6. ხსნარების მომზადების შემდეგ პირველ ჭიქაში დაასხით 60 მლ H 2 SO 4 ხსნარი მარილის ხსნარით და ჩართეთ წამზომი და ა.შ. იმის გათვალისწინებით, რომ რეაქციის სიჩქარე მცირდება Na 2 S 2 O 3 ხსნარის განზავებისას, შეიძლება განისაზღვროს, როგორც დროის უკუპროპორციული მნიშვნელობა v=ერთი/? და ააგეთ გრაფიკი აბსცისაზე კონცენტრაციის და ორდინატზე რეაქციის სიჩქარის გამოსახვით. ამ დასკვნის მიხედვით - რეაქციის სიჩქარე დამოკიდებულია ნივთიერებების კონცენტრაციაზე. მიღებული მონაცემები ჩამოთვლილია ცხრილში 3. ეს ექსპერიმენტი შეიძლება ჩატარდეს ბურეტების გამოყენებით, მაგრამ ამას შემსრულებლისგან დიდი პრაქტიკა სჭირდება, რადგან გრაფიკი ზოგჯერ არასწორია.

ცხრილი 3

სიჩქარე და რეაქციის დრო

Guldberg-Waage-ის კანონი დადასტურებულია - ქიმიის პროფესორი გულდერგი და ახალგაზრდა მეცნიერი ვააგი).

განვიხილოთ შემდეგი ფაქტორი - ტემპერატურა.

ტემპერატურის მატებასთან ერთად, უმეტესი ქიმიური რეაქციების სიჩქარე იზრდება. ეს დამოკიდებულება აღწერილია ვან ჰოფის წესით: „როდესაც ტემპერატურა იმატებს ყოველ 10 ° C-ზე, ქიმიური რეაქციების სიჩქარე იზრდება 2-4-ჯერ“.

სადაც ? – ტემპერატურის კოეფიციენტი, რომელიც აჩვენებს რამდენჯერ იზრდება რეაქციის სიჩქარე ტემპერატურის 10 ° C-ით მატებასთან ერთად;

ვ 1 - რეაქციის სიჩქარე ტემპერატურაზე t 1;

v 2 -რეაქციის სიჩქარე ტემპერატურაზე t2.

მაგალითად, რეაქცია 50 °C-ზე გრძელდება ორ წუთში, რამდენ ხანში დასრულდება პროცესი 70 °C-ზე თუ ტემპერატურის კოეფიციენტი ? = 2?

t 1 = 120 წ = 2 წთ; t 1 = 50 °С; t 2 = 70 °C.

ტემპერატურის მცირე მატებაც კი იწვევს მოლეკულის აქტიური შეჯახების რეაქციის სიჩქარის მკვეთრ ზრდას. აქტივაციის თეორიის მიხედვით, პროცესში მონაწილეობენ მხოლოდ ის მოლეკულები, რომელთა ენერგიაც გარკვეული მნიშვნელობით მეტია მოლეკულების საშუალო ენერგიაზე. ეს ჭარბი ენერგია არის აქტივაციის ენერგია. მისი ფიზიკური მნიშვნელობა არის ენერგია, რომელიც აუცილებელია მოლეკულების აქტიური შეჯახებისთვის (ორბიტალური გადაწყობა). აქტიური ნაწილაკების რაოდენობა და, შესაბამისად, რეაქციის სიჩქარე, იზრდება ტემპერატურასთან ერთად ექსპონენციალური კანონის მიხედვით, არენიუსის განტოლების მიხედვით, რომელიც ასახავს სიჩქარის მუდმივის დამოკიდებულებას ტემპერატურაზე.

სადაც მაგრამ -არენიუსის პროპორციულობის ფაქტორი;

k–ბოლცმანის მუდმივი;

E A -აქტივაციის ენერგია;

R-გაზის მუდმივი;

T-ტემპერატურა.

კატალიზატორი არის ნივთიერება, რომელიც აჩქარებს რეაქციის სიჩქარეს, მაგრამ თავად არ მოიხმარება.

კატალიზი- კატალიზატორის თანდასწრებით რეაქციის სიჩქარის ცვლილების ფენომენი. განასხვავებენ ჰომოგენურ და ჰეტეროგენულ კატალიზს. ერთგვაროვანი- თუ რეაქტორები და კატალიზატორი აგრეგაციის ერთსა და იმავე მდგომარეობაში არიან. ჰეტეროგენული- თუ რეაქტორები და კატალიზატორი აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობაშია. კატალიზის შესახებ იხილეთ ცალკე (შემდგომში).

ინჰიბიტორინივთიერება, რომელიც ანელებს რეაქციის სიჩქარეს.

შემდეგი ფაქტორი არის ზედაპირის ფართობი. რაც უფრო დიდია რეაგენტის ზედაპირი, მით მეტია სიჩქარე. განვიხილოთ, მაგალითად, დისპერსიის ხარისხის გავლენა რეაქციის სიჩქარეზე.

CaCO 3 - მარმარილო. კრამიტით მოპირკეთებულ მარმარილოს ჰიდროქლორინის მჟავას HCl-ში ჩავყრით, დაველოდოთ ხუთ წუთს, ის მთლიანად დაიშლება.

მარმარილოს დაფხვნილი - იგივე პროცედურას გავაკეთებთ მასთან, იხსნება ოცდაათ წამში.

ორივე პროცესის განტოლება იგივეა.

CaCO 3 (ტვ) + HCl (გ) \u003d CaCl 2 (ტვ) + H 2 O (ლ) + CO 2 (გ) ?.

ასე რომ, მარმარილოს ფხვნილის დამატებისას დრო ნაკლებია, ვიდრე ფილა მარმარილოს დამატებისას, იგივე მასით.

ფაზებს შორის ინტერფეისის გაზრდით, ჰეტეროგენული რეაქციების სიჩქარე იზრდება.

წიგნიდან ფიზიკური ქიმია: ლექციის შენიშვნები ავტორი ბერეზოვჩუკ ა ვ

2. ქიმიური რეაქციის იზოთერმული განტოლება თუ რეაქცია მიმდინარეობს შექცევადად, მაშინ G= 0. თუ რეაქცია შეუქცევად მიმდინარეობს, მაშინ? 0 და შეგიძლიათ გამოთვალოთ ცვლილება?გ. სად? - რეაქციის გაშვება - მნიშვნელობა, რომელიც აჩვენებს რამდენი მოლი შეიცვალა რეაქციის დროს. I cn - ახასიათებს

წიგნიდან ფაქტების უახლესი წიგნი. ტომი 3 [ფიზიკა, ქიმია და ტექნოლოგია. ისტორია და არქეოლოგია. სხვადასხვა] ავტორი კონდრაშოვი ანატოლი პავლოვიჩი

3. ქიმიური რეაქციის იზოკორის, იზობარის განტოლებები K-ის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე იზობარის განტოლება: იზოკორის განტოლება: ისინი მსჯელობენ დინების მიმართულებაზე.

წიგნიდან ნეიტრინო - ატომის მოჩვენებითი ნაწილაკი ავტორი ასიმოვი ისაკი

1. ქიმიური კინეტიკის ცნება კინეტიკა არის მეცნიერება ქიმიური რეაქციების სიჩქარის შესახებ.ქიმიური რეაქციის სიჩქარე არის ქიმიური ურთიერთქმედების ელემენტარული მოქმედებების რაოდენობა, რომელიც ხდება დროის ერთეულზე მოცულობის ერთეულზე (ჰომოგენური) ან ზედაპირის ერთეულზე.

წიგნიდან ატომური ენერგია სამხედრო მიზნებისთვის ავტორი სმიტი ჰენრი დევულფი

8. ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ წყალბადის გადაძაბვაზე. ჟანგბადის გადაჭარბებული ძაბვა ?H2:1-ზე გავლენის ფაქტორები ?დენი (დენის სიმკვრივე). დენის სიმკვრივეზე დამოკიდებულება აღწერილია ტაფელის განტოლებით; 2) კათოდური მასალის ბუნება არის სერიები აღმავალი წესით?,? - ზეძაბვა.ტაფელის განტოლებაში.

წიგნიდან ფიზიკის ისტორიის კურსი ავტორი სტეპანოვიჩ კუდრიავცევი პაველ

წიგნიდან რა არის ფარდობითობის თეორია ავტორი ლანდაუ ლევ დავიდოვიჩი

ბირთვული რეაქციები და ელექტრული მუხტი როდესაც ფიზიკოსებმა 1990-იან წლებში უფრო ნათლად დაიწყეს ატომის სტრუქტურის გაგება, მათ აღმოაჩინეს, რომ მისი ზოგიერთი ნაწილი მაინც ატარებს ელექტრულ მუხტს. მაგალითად, ელექტრონები, რომლებიც ავსებენ ატომის გარე უბნებს

წიგნიდან ფიზიკა ყოველ ნაბიჯზე ავტორი პერელმან იაკოვ ისიდოროვიჩი

ბირთვული რეაქციები ბირთვული დაბომბვის მეთოდები 1.40. კოკკროფმა და უოლტონმა წარმოქმნა საკმარისად მაღალი ენერგიის პროტონები წყალბადის აირის იონიზაციით და შემდეგ იონების აჩქარებით მაღალი ძაბვის ქარხანაში ტრანსფორმატორითა და რექტიფიკატორით. მსგავსი მეთოდით შეიძლება

წიგნიდან საბჭოთა ფიზიკის 50 წელი ავტორი ლეშკოვცევი ვლადიმერ ალექსეევიჩი

ჯაჭვური რეაქციის პრობლემა 2.3. ატომური ბომბების ან ურანის დაშლის გამოყენებით ელექტროსადგურის მუშაობის პრინციპი საკმაოდ მარტივია. თუ ერთი ნეიტრონი იწვევს გაყოფას, რაც იწვევს რამდენიმე ახალი ნეიტრონის გამოყოფას, მაშინ დაშლის რაოდენობა შეიძლება ძალიან სწრაფად მოხდეს.

წიგნიდან მეფის ახალი გონება [კომპიუტერებზე, აზროვნებაზე და ფიზიკის კანონებზე] ავტორი პენროზ როჯერი

რეაქციის პროდუქტები და გამოყოფის პრობლემა 8.16. ჰანფორდის ქარხანაში პლუტონიუმის წარმოების პროცესი დაყოფილია ორ ძირითად ნაწილად: მისი ფაქტობრივი წარმოება ქვაბში და მისი გამოყოფა ურანის ბლოკებისგან, რომელშიც ის იქმნება. მოდით გადავიდეთ პროცესის მეორე ნაწილზე.

წიგნიდან ვისზე დაეცა ვაშლი ავტორი კესელმანი ვლადიმერ სამუილოვიჩი

იზოტოპის გამოყოფაზე მოქმედი ფაქტორები 9.2. განმარტებით, ელემენტის იზოტოპები განსხვავდება მათი მასებით, მაგრამ არა მათი ქიმიური თვისებებით. უფრო ზუსტად, მიუხედავად იმისა, რომ იზოტოპების ბირთვების მასები და მათი სტრუქტურა განსხვავებულია, ბირთვების მუხტები იგივეა და, შესაბამისად, გარე ელექტრონული გარსები.

ავტორის წიგნიდან

ბირთვების დაშლის ჯაჭვური რეაქციის განხორციელება ახლა მთელი ძალით წარმოიშვა დაშლის ჯაჭვური რეაქციის და დაშლის დესტრუქციული ფეთქებადი ენერგიის მიღების შესაძლებლობა. ეს კითხვა ფატალურად იყო გადაჯაჭვული ნაცისტური გერმანიის მიერ 1 სექტემბერს გაჩაღებულ მსოფლიო ომთან

ავტორის წიგნიდან

და სიჩქარე შედარებითია! მოძრაობის ფარდობითობის პრინციპიდან გამომდინარეობს, რომ ნაკლებად აზრი აქვს ლაპარაკს გარკვეული სიჩქარით სხეულის სწორხაზოვან და ერთგვაროვან მოძრაობაზე, იმის მითითების გარეშე, რომელ მოსვენებულ ლაბორატორიაში არის გაზომილი სიჩქარე, როგორც ვთქვათ.

ავტორის წიგნიდან

ხმის სიჩქარე ოდესმე გიყურებთ ხეს ჭრის ხეს შორიდან? ან იქნებ უყურეთ დურგელს, რომელიც შორს მუშაობს და ლურსმნებს ურტყამს? აქ შეიძლება ძალიან უცნაური რამ შეგიმჩნევიათ: დარტყმა არ ისმის, როცა ცული ხეს ეცემა ან

ავტორის წიგნიდან

კონტროლირებადი თერმობირთვული რეაქციები უკონტროლო თერმობირთვული რეაქციები ხდება წყალბადის ბომბების აფეთქების დროს. ისინი იწვევს უზარმაზარი ბირთვული ენერგიის გამოყოფას, რასაც თან ახლავს უკიდურესად დამანგრეველი აფეთქება. ახლა მეცნიერთა ამოცანაა გზების პოვნა

ავტორის წიგნიდან

ავტორის წიგნიდან

დაშლის ლაბირინთებში 1938 წელს გერმანელმა მეცნიერებმა ოტო ჰანმა და ფრიც სტრასმანმა (1902–1980) საოცარი აღმოჩენა გააკეთეს. მათ აღმოაჩინეს, რომ ურანის ნეიტრონებით დაბომბვა ზოგჯერ წარმოქმნის ბირთვებს დაახლოებით ორჯერ მსუბუქს, ვიდრე თავდაპირველი ურანის ბირთვი. Უფრო

განმარტება

ქიმიური კინეტიკა- ქიმიური რეაქციების სიჩქარისა და მექანიზმების შესწავლა.

ექსპერიმენტულად ტარდება რეაქციების სიჩქარის შესწავლა, ქიმიური რეაქციის სიჩქარეზე მოქმედი ფაქტორების შესახებ მონაცემების მოპოვება, აგრეთვე ქიმიური რეაქციების მექანიზმების შესწავლა.

განმარტება

ქიმიური რეაქციის სიჩქარე- ერთეულ დროში რეაქციის ერთ-ერთი რეაქციის პროდუქტის კონცენტრაციის ცვლილება სისტემის მუდმივი მოცულობით.

ერთგვაროვანი და ჰეტეროგენული რეაქციების სიჩქარე განსხვავებულად განისაზღვრება.

ქიმიური რეაქციის სიჩქარის საზომის განმარტება შეიძლება დაიწეროს მათემატიკური ფორმით. მოდით - ქიმიური რეაქციის სიჩქარე ერთგვაროვან სისტემაში, n B - რეაქციის შედეგად მიღებული ნებისმიერი ნივთიერების მოლის რაოდენობა, V - სისტემის მოცულობა, - დრო. შემდეგ ლიმიტში:

ეს განტოლება შეიძლება გამარტივდეს - ნივთიერების ოდენობის თანაფარდობა მოცულობასთან არის ნივთიერების მოლური კონცენტრაცია n B / V \u003d c B, საიდანაც dn B / V \u003d dc B და ბოლოს:

პრაქტიკაში, ერთი ან მეტი ნივთიერების კონცენტრაცია იზომება დროის გარკვეულ ინტერვალებში. საწყისი ნივთიერებების კონცენტრაცია დროთა განმავლობაში მცირდება, ხოლო პროდუქტების კონცენტრაცია იზრდება (ნახ. 1).

ბრინჯი. 1. დროთა განმავლობაში საწყისი ნივთიერების (ა) და რეაქციის პროდუქტის (ბ) კონცენტრაციის ცვლილება

ქიმიური რეაქციის სიჩქარეზე მოქმედი ფაქტორები

ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ქიმიური რეაქციის სიჩქარეზე, არის: რეაგენტების ბუნება, მათი კონცენტრაცია, ტემპერატურა, კატალიზატორების არსებობა სისტემაში, წნევა და მოცულობა (გაზის ფაზაში).

კონცენტრაციის გავლენა ქიმიური რეაქციის სიჩქარეზე დაკავშირებულია ქიმიური კინეტიკის ძირითად კანონთან - მასის მოქმედების კანონთან (LMA): ქიმიური რეაქციის სიჩქარე პირდაპირპროპორციულია რეაქტიული ნივთიერებების კონცენტრაციის პროდუქტზე, რომელიც იზრდება მათი სტოქიომეტრიული კოეფიციენტების სიმძლავრე. PDM არ ითვალისწინებს ნივთიერებების კონცენტრაციას მყარ ფაზაში ჰეტეროგენულ სისტემებში.

რეაქციისთვის mA + nB = pC + qD, MAP-ის მათემატიკური გამოხატულება დაიწერება:

K × C A m × C B n

K × [A] m × [B] n,

სადაც k არის ქიმიური რეაქციის სიჩქარის მუდმივი, რომელიც არის ქიმიური რეაქციის სიჩქარე 1 მოლ/ლ რეაქტიული ნივთიერებების კონცენტრაციაზე. ქიმიური რეაქციის სიჩქარისგან განსხვავებით, k არ არის დამოკიდებული რეაგენტების კონცენტრაციაზე. რაც უფრო მაღალია k, მით უფრო სწრაფად მიმდინარეობს რეაქცია.

ქიმიური რეაქციის სიჩქარის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე განისაზღვრება van't Hoff-ის წესით. ვან ჰოფის წესი: ტემპერატურის ყოველი ათი გრადუსით მატებასთან ერთად, უმეტესი ქიმიური რეაქციების სიჩქარე იზრდება დაახლოებით 2-დან 4-ჯერ. მათემატიკური გამოთქმა:

(T 2) \u003d (T 1) × (T2-T1) / 10,

სად არის ვან-ჰოფის ტემპერატურის კოეფიციენტი, რომელიც აჩვენებს რამდენჯერ გაიზარდა რეაქციის სიჩქარე ტემპერატურის 10 o C-ით მატებასთან ერთად.

მოლეკულურობა და რეაქციის რიგი

რეაქციის მოლეკულურობა განისაზღვრება იმ მოლეკულების მინიმალური რაოდენობით, რომლებიც ერთდროულად ურთიერთქმედებენ (მონაწილეობენ ელემენტარულ აქტში). განასხვავებენ:

- მონომოლეკულური რეაქციები (დაშლის რეაქციები შეიძლება იყოს მაგალითი)

N 2 O 5 \u003d 2NO 2 + 1 / 2O 2

K × C, -dC/dt = kC

თუმცა, ყველა რეაქცია, რომელიც ემორჩილება ამ განტოლებას, არ არის მონომოლეკულური.

- ბიმოლეკულური

CH 3 COOH + C 2 H 5 OH \u003d CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O

K × C 1 × C 2, -dC/dt = k × C 1 × C 2

- ტრიმოლეკულური (ძალიან იშვიათი).

რეაქციის მოლეკულურობა განისაზღვრება მისი ნამდვილი მექანიზმით. მისი მოლეკულურობის დადგენა რეაქციის განტოლების დაწერით შეუძლებელია.

რეაქციის რიგითობა განისაზღვრება რეაქციის კინეტიკური განტოლების ფორმით. იგი უდრის ამ განტოლებაში კონცენტრაციის ხარისხების მაჩვენებლების ჯამს. Მაგალითად:

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2

K × C 1 2 × C 2 - მესამე რიგი

რეაქციის თანმიმდევრობა შეიძლება იყოს წილადი. ამ შემთხვევაში ექსპერიმენტულად განისაზღვრება. თუ რეაქცია ერთ ეტაპად მიმდინარეობს, მაშინ რეაქციის რიგი და მისი მოლეკულურობა ემთხვევა, თუ რამდენიმე ეტაპს, მაშინ რიგი განისაზღვრება ყველაზე ნელი ეტაპით და უდრის ამ რეაქციის მოლეკულურობას.

პრობლემის გადაჭრის მაგალითები

მაგალითი 1

ვარჯიში	რეაქცია მიმდინარეობს 2A + B = 4C განტოლების მიხედვით. A ნივთიერების საწყისი კონცენტრაციაა 0,15 მოლ/ლ, ხოლო 20 წამის შემდეგ 0,12 მოლ/ლ. გამოთვალეთ რეაქციის საშუალო სიჩქარე.
გადაწყვეტილება	მოდით ჩამოვწეროთ ქიმიური რეაქციის საშუალო სიჩქარის გამოთვლის ფორმულა: ᲓᲐᲙᲐᲕᲨᲘᲠᲔᲑᲣᲚᲘ ᲡᲢᲐᲢᲘᲔᲑᲘ კავშირი საიტის რუკა საიტის შესახებ