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 mabawasan ang mga gastos sa kagamitan, pinapataas ng mga planta ng kemikal ang rate 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 isang 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 pangkalahatang 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 reactant 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) Mas malaki ang rate ng reaksyon, 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 dinudurog. Halimbawa, upang ang mga pulbos ng 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 ng 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.

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 nagresultang 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 .

• Welsh dialects ng English
• Saw (serye ng pelikula)

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

RATE NG CHEMICAL REACTION- ang 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 ... ...

rate ng reaksyon ng kemikal- ang 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

Ang bilis ng isang kemikal na reaksyon- 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 ... ...

RATE NG CHEMICAL REACTION- 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 ...

MEKANISMO NG CHEMICAL REACTION- 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

Mga reaksyon ng pagpapalit ng nucleophilic- (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

Mga reaksiyong kemikal- ang pagbabago ng ilang mga sangkap sa iba, naiiba mula 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

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

Ekwilibriyong 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 reaksiyong kemikal 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 sa 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 reactant 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, ibig sabihin, 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

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: inilalagay namin sa dalawang test tubes, na naglalaman ng parehong halaga 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 reaksyong kemikal na ito ay naiimpluwensyahan ng likas na katangian ng metal (ibig sabihin, ang magnesiyo ay isang mas reaktibong metal kaysa sa bakal at samakatuwid ay tumutugon nang mas masigla sa acid).

Pag-asa ng 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 tubo ng pagsubok 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) 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 mga coefficient

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 maglagay tayo ng kaunting itim na pulbos ng manganese (IV) oxide (MnO 2) sa test tube at makikita natin na nagsimula na ang mabilis na paglabas ng mga bula ng gas (oxygen), at ang nagbabagang tanglaw na ipinasok sa test tube ay sumiklab nang maliwanag. . Ang MnO 2 ay isang katalista para sa reaksyong ito, pinabilis nito ang rate ng reaksyon, ngunit hindi lumahok dito mismo (maaari itong patunayan sa pamamagitan ng pagtimbang ng katalista bago at pagkatapos ng reaksyon - hindi magbabago ang masa nito).

Ang ilang mga reaksiyong kemikal ay nangyayari halos kaagad (pagsabog ng isang halo ng oxygen-hydrogen, mga reaksyon ng pagpapalitan ng ion sa isang may tubig na solusyon), ang pangalawa - mabilis (pagkasunog ng mga sangkap, pakikipag-ugnayan ng zinc sa acid), at iba pa - dahan-dahan (pagkakalawang ng bakal, pagkabulok ng mga organikong nalalabi). Kaya't ang mga mabagal na reaksyon ay kilala na ang isang tao ay hindi mapapansin ang mga ito. Halimbawa, ang pagbabago ng granite sa buhangin at luwad ay nagaganap sa loob ng libu-libong taon.

Sa madaling salita, ang mga reaksiyong kemikal ay maaaring magpatuloy sa iba't ibang paraan bilis.

Ngunit ano ang bilis ng reaksyon? Ano ang eksaktong kahulugan ng dami na ito at, higit sa lahat, ang mathematical expression nito?

Ang rate ng isang reaksyon ay ang pagbabago sa dami ng isang sangkap sa isang yunit ng oras sa isang yunit ng volume. Sa matematika, ang expression na ito ay nakasulat bilang:

saan n 1 at n 2- ang dami ng substance (mol) sa oras t 1 at t 2, ayon sa pagkakabanggit, sa isang sistema na may volume V.

Aling plus o minus sign (±) ang tatayo bago ang pagpapahayag ng bilis ay depende sa kung titingnan natin ang pagbabago sa dami ng kung anong substance - isang produkto o isang reactant.

Malinaw, sa panahon ng reaksyon, ang mga reagents ay natupok, iyon ay, ang kanilang bilang ay bumababa, samakatuwid, para sa mga reagents, ang expression (n 2 - n 1) ay palaging may halaga na mas mababa sa zero. Dahil ang bilis ay hindi maaaring negatibong halaga, sa kasong ito, dapat ilagay ang isang minus sign bago ang expression.

Kung tinitingnan natin ang pagbabago sa dami ng produkto, at hindi ang reactant, kung gayon ang minus sign ay hindi kinakailangan bago ang expression para sa pagkalkula ng rate, dahil ang expression (n 2 - n 1) sa kasong ito ay palaging positibo , dahil ang dami ng produkto bilang resulta ng reaksyon ay maaari lamang tumaas.

Ang ratio ng dami ng sangkap n sa dami kung nasaan ang dami ng sangkap na ito, na tinatawag na konsentrasyon ng molar MULA SA:

Kaya, gamit ang konsepto ng molar concentration at ang mathematical expression nito, maaari tayong sumulat ng isa pang paraan upang matukoy ang rate ng reaksyon:

Ang rate ng reaksyon ay ang pagbabago sa konsentrasyon ng molar ng isang sangkap bilang resulta ng isang kemikal na reaksyon sa isang yunit ng oras:

Mga salik na nakakaapekto sa rate ng reaksyon

Kadalasan ay napakahalagang malaman kung ano ang tumutukoy sa bilis ng isang partikular na reaksyon at kung paano ito maimpluwensyahan. Halimbawa, literal na nakikipaglaban ang industriya ng pagdadalisay ng langis para sa bawat karagdagang kalahating porsyento ng produkto sa bawat yunit ng oras. Pagkatapos ng lahat, dahil sa malaking halaga ng langis na naproseso, kahit kalahating porsyento ang dumadaloy sa isang malaking taunang kita sa pananalapi. Sa ilang mga kaso, napakahalaga na pabagalin ang anumang reaksyon, lalo na, ang kaagnasan ng mga metal.

Kaya ano ang nakasalalay sa rate ng isang reaksyon? Depende ito, kakaiba, sa maraming iba't ibang mga parameter.

Upang maunawaan ang isyung ito, una sa lahat, isipin natin kung ano ang mangyayari bilang isang resulta ng isang kemikal na reaksyon, halimbawa:

Ang equation na nakasulat sa itaas ay sumasalamin sa proseso kung saan ang mga molekula ng mga sangkap A at B, na nagbabanggaan sa isa't isa, ay bumubuo ng mga molekula ng mga sangkap na C at D.

Iyon ay, walang alinlangan, upang ang reaksyon ay maganap, hindi bababa sa isang banggaan ng mga molekula ng mga panimulang sangkap ay kinakailangan. Malinaw, kung dagdagan natin ang bilang ng mga molekula sa bawat volume ng yunit, tataas ang bilang ng mga banggaan sa parehong paraan kung paano tataas ang dalas ng iyong mga banggaan sa mga pasahero sa isang masikip na bus kumpara sa isang bus na walang laman.

Sa ibang salita, tumataas ang rate ng reaksyon sa pagtaas ng konsentrasyon ng mga reactant.

Sa kaso kung ang isa o ilan sa mga reactant ay mga gas, ang rate ng reaksyon ay tumataas sa pagtaas ng presyon, dahil ang presyon ng isang gas ay palaging direktang proporsyonal sa konsentrasyon ng mga bumubuo nito molecule.

Gayunpaman, ang banggaan ng mga particle ay isang kinakailangan ngunit hindi sapat na kondisyon para magpatuloy ang reaksyon. Ang katotohanan ay, ayon sa mga kalkulasyon, ang bilang ng mga banggaan ng mga molekula ng mga tumutugon na sangkap sa kanilang makatwirang konsentrasyon ay napakalaki na ang lahat ng mga reaksyon ay dapat magpatuloy sa isang iglap. Gayunpaman, hindi ito nangyayari sa pagsasanay. Anong problema?

Ang katotohanan ay hindi lahat ng banggaan ng mga reactant molecule ay kinakailangang maging epektibo. Maraming banggaan ang nababanat - ang mga molekula ay tumalbog sa isa't isa tulad ng mga bola. Upang maganap ang reaksyon, ang mga molekula ay dapat magkaroon ng sapat na kinetic energy. Ang pinakamababang enerhiya na dapat taglayin ng mga molekula ng mga reactant upang maganap ang reaksyon ay tinatawag na activation energy at tinutukoy bilang E a. Sa isang sistema na binubuo ng isang malaking bilang ng mga molekula, mayroong isang pamamahagi ng enerhiya ng mga molekula, ang ilan sa kanila ay may mababang enerhiya, ang ilan ay may mataas at katamtamang enerhiya. Sa lahat ng mga molekulang ito, isang maliit na bahagi lamang ng mga molekula ang may enerhiya na mas malaki kaysa sa enerhiya ng pag-activate.

Tulad ng nalalaman mula sa kurso ng pisika, ang temperatura ay talagang isang sukatan ng kinetic energy ng mga particle na bumubuo sa substance. Ibig sabihin, mas mabilis ang paggalaw ng mga particle na bumubuo sa substance, mas mataas ang temperatura nito. Kaya, malinaw naman, sa pamamagitan ng pagtaas ng temperatura, mahalagang pinatataas natin ang kinetic energy ng mga molekula, bilang isang resulta kung saan ang proporsyon ng mga molekula na may mga enerhiya na lumampas sa E a ay tumataas, at ang kanilang banggaan ay hahantong sa isang kemikal na reaksyon.

Ang katotohanan ng positibong epekto ng temperatura sa rate ng reaksyon ay empirically itinatag noong ika-19 na siglo ng Dutch chemist na si Van't Hoff. Batay sa kanyang pagsasaliksik, gumawa siya ng isang panuntunan na taglay pa rin ang kanyang pangalan, at parang ganito:

Ang rate ng anumang kemikal na reaksyon ay tumataas ng 2-4 beses na may pagtaas sa temperatura ng 10 degrees.

Ang matematikal na representasyon ng panuntunang ito ay nakasulat bilang:

saan V 2 at V 1 ay ang bilis sa temperatura t 2 at t 1, ayon sa pagkakabanggit, at ang γ ay ang koepisyent ng temperatura ng reaksyon, ang halaga kung saan kadalasan ay nasa saklaw mula 2 hanggang 4.

Kadalasan ang rate ng maraming mga reaksyon ay maaaring tumaas sa pamamagitan ng paggamit mga katalista.

Ang mga katalista ay mga sangkap na nagpapabilis ng isang reaksyon nang hindi natupok.

Ngunit paano pinamamahalaan ng mga catalyst na taasan ang rate ng isang reaksyon?

Alalahanin ang activation energy E a . Ang mga molekula na may mga enerhiya na mas mababa kaysa sa enerhiya ng pag-activate ay hindi maaaring makipag-ugnayan sa isa't isa sa kawalan ng isang katalista. Binabago ng mga catalyst ang landas kung saan nagpapatuloy ang reaksyon, katulad ng kung paano ihahanda ng isang may karanasan na gabay ang ruta ng ekspedisyon hindi direkta sa pamamagitan ng bundok, ngunit sa tulong ng mga bypass path, bilang isang resulta kung saan kahit na ang mga satellite na walang sapat enerhiya upang umakyat sa bundok ay magagawang ilipat sa isa pang kanyang gilid.

Sa kabila ng katotohanan na ang katalista ay hindi natupok sa panahon ng reaksyon, gayunpaman ito ay tumatagal ng isang aktibong bahagi sa loob nito, na bumubuo ng mga intermediate compound na may mga reagents, ngunit sa pagtatapos ng reaksyon ay bumalik ito sa orihinal na estado nito.

Bilang karagdagan sa mga salik sa itaas na nakakaapekto sa rate ng reaksyon, kung mayroong isang interface sa pagitan ng mga reacting substance (heterogeneous reaction), ang rate ng reaksyon ay magdedepende rin sa contact area ng mga reactant. Halimbawa, isipin ang isang butil ng metal na aluminyo na ibinagsak sa isang test tube na naglalaman ng may tubig na solusyon ng hydrochloric acid. Ang aluminyo ay isang aktibong metal na maaaring tumugon sa mga non-oxidizing acid. Sa hydrochloric acid, ang equation ng reaksyon ay ang mga sumusunod:

2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2

Ang aluminyo ay isang solid, na nangangahulugang ito ay tumutugon lamang sa hydrochloric acid sa ibabaw nito. Malinaw, kung dagdagan natin ang ibabaw na lugar sa pamamagitan ng unang pag-roll sa aluminum granule sa foil, sa gayon ay nagbibigay tayo ng mas malaking bilang ng mga aluminum atom na magagamit para sa reaksyon sa acid. Bilang resulta, tataas ang rate ng reaksyon. Katulad nito, ang pagtaas sa ibabaw ng isang solid ay maaaring makamit sa pamamagitan ng paggiling nito sa isang pulbos.

Gayundin, ang rate ng isang heterogenous na reaksyon, kung saan ang isang solid ay tumutugon sa isang gas o likido, ay madalas na positibong apektado ng pagpapakilos, na dahil sa ang katunayan na bilang isang resulta ng pagpapakilos, ang mga naipon na molekula ng mga produkto ng reaksyon ay tinanggal mula sa ang zone ng reaksyon at isang bagong bahagi ng mga molekula ng reagent ay "naitaas".

Ang huling bagay na dapat tandaan ay din ang malaking impluwensya sa rate ng reaksyon at ang likas na katangian ng mga reagents. Halimbawa, mas mababa ang alkali metal sa periodic table, mas mabilis itong tumutugon sa tubig, ang fluorine sa lahat ng mga halogens ay pinakamabilis na tumutugon sa hydrogen gas, atbp.

Sa buod, ang rate ng reaksyon ay nakasalalay sa mga sumusunod na kadahilanan:

1) ang konsentrasyon ng mga reagents: mas mataas, mas malaki ang rate ng reaksyon.

2) temperatura: sa pagtaas ng temperatura, ang rate ng anumang reaksyon ay tumataas.

3) ang contact area ng mga reactant: mas malaki ang contact area ng mga reactant, mas mataas ang reaction rate.

4) pagpapakilos, kung ang reaksyon ay nangyayari sa pagitan ng isang solid at isang likido o gas, ang pagpapakilos ay maaaring mapabilis ito.

Mga gawain na may mga komento at solusyon

Halimbawa 23. Ang pagtaas sa rate ng reaksyon, ang equation kung saan ang 2CO + O 2 = 2CO 2, ay nag-aambag

1) pagtaas sa konsentrasyon ng CO

2) pagbaba sa konsentrasyon ng O2

3) pagbaba ng presyon

4) pagpapababa ng temperatura

Ito ay kilala na ang rate ng isang kemikal na reaksyon ay nakasalalay sa mga sumusunod na kadahilanan:

Ang likas na katangian ng mga tumutugon na sangkap (ceteris paribus, mas aktibong sangkap ay mas mabilis na gumanti);

Ang konsentrasyon ng mga reactant (mas mataas ang konsentrasyon, mas mataas ang rate ng reaksyon);

Temperatura (ang pagtaas ng temperatura ay humahantong sa isang acceleration ng mga reaksyon);

Ang pagkakaroon ng isang katalista (ang katalista ay nagpapabilis sa proseso);

Presyon (para sa mga reaksyon na kinasasangkutan ng mga gas, ang pagtaas ng presyon ay katumbas ng pagtaas ng konsentrasyon, kaya ang rate ng mga reaksyon ay tumataas sa pagtaas ng presyon);

Ang antas ng paggiling ng mga solido (mas malaki ang antas ng paggiling, mas malaki ang ibabaw na lugar ng contact ng mga solid reagents, at mas mataas ang rate ng reaksyon).

Isinasaalang-alang ang mga salik na ito, sinusuri namin ang mga iminungkahing sagot:

1) ang pagtaas sa konsentrasyon ng CO (inisyal na substansiya) ay talagang hahantong sa pagtaas ng bilis ng isang kemikal na reaksyon;

2) isang pagbawas sa konsentrasyon ng O 2 ay hahantong hindi sa isang pagtaas, ngunit sa isang pagbawas sa rate ng reaksyon;

3) ang pagbaba sa presyon ay mahalagang kapareho ng pagbaba sa konsentrasyon ng mga reagents, samakatuwid, ang rate ng reaksyon ay bababa din;

4) ang pagbaba ng temperatura ay palaging humahantong sa pagbaba sa rate ng isang kemikal na reaksyon.

Halimbawa 24. Ang rate ng reaksyon sa pagitan ng iron at hydrochloric acid ay nadagdagan ng

1) pagdaragdag ng isang inhibitor

2) pagpapababa ng temperatura

3) pagtaas ng presyon

4) pagtaas sa konsentrasyon ng HCl

Una sa lahat, isinusulat namin ang equation ng reaksyon:

Suriin natin ang mga iminungkahing sagot. Ito ay kilala na ang pagdaragdag ng isang inhibitor ay binabawasan ang rate ng reaksyon, at ang pagbaba sa temperatura ay mayroon ding katulad na epekto. Ang pagbabago sa presyon ay hindi nakakaapekto sa rate ng reaksyong ito (dahil walang mga gas na sangkap sa mga reagents). Samakatuwid, upang mapataas ang rate ng reaksyon, ang konsentrasyon ng isa sa mga reactant, lalo na ang hydrochloric acid, ay dapat na tumaas.

Halimbawa 25. Ang rate ng reaksyon sa pagitan ng acetic acid at ethanol ay hindi apektado

1) katalista

2) temperatura

3) konsentrasyon ng mga panimulang sangkap

4) presyon

Ang acetic acid at ethanol ay mga likido. Samakatuwid, ang pagbabago sa presyon ay hindi nakakaapekto sa rate ng reaksyon sa pagitan ng mga sangkap na ito, dahil ang kadahilanan na ito ay nakakaapekto lamang sa mga reaksyon na kinasasangkutan ng mga gas na sangkap.

Halimbawa 26. Tumutugon sa hydrogen sa pinakamataas na rate

4) carbon

Ang carbon at sulfur ay mababang-aktibong non-metal. Kapag pinainit, ang kanilang aktibidad ay kapansin-pansing tumataas; sa mataas na temperatura, ang gaseous hydrogen ay makikipag-ugnayan sa solid sulfur (sulfur melting point 444 ° C) at solid carbon. Ang aktibidad ng kemikal ng mga halogens ay mas malaki kaysa sa iba pang mga di-metal (ceteris paribus). Ang pinaka-aktibo sa mga halogens ay fluorine. Tulad ng alam mo, kahit na ang mga matatag na sangkap tulad ng tubig at fiberglass ay nasusunog sa isang fluorine na kapaligiran. Sa katunayan, ang hydrogen at chlorine ay nakikipag-ugnayan alinman kapag pinainit o sa maliwanag na liwanag, habang ang fluorine at hydrogen ay sumasabog sa anumang kondisyon (kahit na sa napakababang temperatura).

Mga gawain para sa malayang gawain

79. Ang hydrochloric acid ay pinakamabilis na tumutugon sa

2) sodium hydroxide (solusyon)

3) bakal

4) iron(II) carbonate

80. Ang rate ng reaksyon ay tumataas nang may

1) pagtaas ng konsentrasyon ng CO

2) pagpapababa ng temperatura

3) pagtaas ng presyon

4) pagtaas ng temperatura

5) paggiling reagents

81.

A. Ang pakikipag-ugnayan ng nitrogen sa hydrogen ay mas mabilis sa mataas na presyon.

B. Ang bilis ng reaksyon ay depende sa temperatura.

1) A lang ang totoo

2) B lang ang totoo

3) ang parehong mga pahayag ay totoo

4) ang parehong mga paghatol ay mali

82. nakikipag-ugnayan sa pinakamataas na rate sa temperatura ng silid

83. Bilis ng reaksyon ay tataas sa

1) pagtaas sa konsentrasyon ng sulfur dioxide

2) pagtaas ng temperatura

3) pagpapababa ng temperatura

4) pagtaas ng presyon

5) pagbaba sa konsentrasyon ng oxygen

84. Ang rate ng kemikal na reaksyon sa pagitan ng sulfuric acid solution at iron ay hindi apektado

1) pagtaas sa konsentrasyon ng acid

2) pagbabago sa dami ng sisidlan

3) pagtaas sa temperatura ng reaksyon

4) pagtaas ng presyon

5) paggiling ng bakal

85. Ang reaksyon sa pagitan ng tubig at

1) sosa

2) kaltsyum

3) magnesiyo

86. makipag-ugnayan sa pinakamabilis

87. Ang rate ng isang reaksyon na ang scheme ay tumataas nang may

1) pagtaas ng konsentrasyon ng mga iron ions

2) isang pagbawas sa konsentrasyon ng mga iron ions

3) pagpapababa ng temperatura

4) pagtaas ng konsentrasyon ng acid

5) nakakagiling na bakal

88. Tama ba ang mga sumusunod na pahayag tungkol sa bilis ng isang reaksiyong kemikal?

A. Ang rate ng pakikipag-ugnayan ng zinc sa oxygen ay depende sa presyon ng oxygen sa system.

B. Sa pagtaas ng temperatura ng 10 ° C, ang rate ng karamihan sa mga reaksyon ay tumataas ng 2-4 na beses.

1) A lang ang totoo

2) totoo, B lamang

3) ang parehong mga pahayag ay totoo

4) ang parehong mga paghatol ay mali

89. Ang rate ng reaksyon ay hindi apektado ng pagbabago

1) konsentrasyon ng hydrochloric acid

2) presyon

3) konsentrasyon ng sodium chloride

4) konsentrasyon ng sodium sulfite

5) temperatura

90. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang reaksyon ay nagpapatuloy sa pinakamataas na rate, ang equation / scheme kung saan

91. Tama ba ang mga sumusunod na pahayag tungkol sa bilis ng isang reaksiyong kemikal?

A. Ang pakikipag-ugnayan ng oxygen sa zinc ay nagpapatuloy sa mas mataas na rate kaysa sa tanso.

B. Ang bilis ng reaksyon sa solusyon ay depende sa konsentrasyon ng mga reactant.

1) A lang ang totoo

2) B lang ang totoo

3) ang parehong mga pahayag ay totoo

4) ang parehong mga paghatol ay mali

92. Makipag-ugnayan sa pinakamababang rate sa temperatura ng kuwarto

1) tansong sulpate (solusyon) at sodium hydroxide (solusyon)

2) sosa at tubig

3) oxygen at sink

4) sulfuric acid (solusyon) at calcium carbonate (tv)

93. Tama ba ang mga sumusunod na pahayag tungkol sa bilis ng isang reaksiyong kemikal?

A. Ang pakikipag-ugnayan ng zinc sa hydrochloric acid ay nagpapatuloy sa mas mataas na rate kaysa sa orthophosphoric acid ng parehong konsentrasyon.

B. Ang rate ng isang reaksyon sa isang solusyon ay depende sa dami ng sisidlan kung saan ang reaksyon ay isinasagawa.

1) A lang ang totoo

2) B lang ang totoo

3) ang parehong mga pahayag ay totoo

4) ang parehong mga paghatol ay mali