Ang konsepto ng "bilis" ay karaniwan sa panitikan. Ito ay kilala mula sa pisika na mas malaki ang distansya na sakop ng isang materyal na katawan (isang tao, isang tren, isang sasakyang pangalangaang) sa isang tiyak na tagal ng panahon, mas mataas ang bilis ng katawan na ito.

Ngunit paano sukatin ang bilis ng isang kemikal na reaksyon na "hindi napupunta kahit saan" at hindi nagtagumpay sa anumang distansya? Upang masagot ang tanong na ito, kinakailangan upang malaman kung ano palagi pagbabago sa anuman reaksiyong kemikal? Dahil ang anumang kemikal na reaksyon ay isang proseso ng pagbabago ng isang sangkap, ang orihinal na sangkap ay nawawala sa loob nito, nagiging mga produkto ng reaksyon. Kaya, sa kurso ng isang kemikal na reaksyon, ang dami ng isang sangkap ay palaging nagbabago, ang bilang ng mga particle ng mga panimulang sangkap ay bumababa, at dahil dito konsentrasyon (C).

Ang gawain ng pagsusulit. Ang bilis ng isang kemikal na reaksyon ay proporsyonal sa pagbabago:

1. konsentrasyon ng isang sangkap sa bawat yunit ng oras;
2. ang dami ng sangkap sa bawat dami ng yunit;
3. masa ng bagay sa bawat dami ng yunit;
4. ang dami ng sangkap sa panahon ng reaksyon.

Ngayon ihambing ang iyong sagot sa tama:

ang rate ng isang kemikal na reaksyon ay katumbas ng pagbabago sa konsentrasyon ng reactant sa bawat yunit ng oras

saan Mula sa 1 at Mula sa 0- mga konsentrasyon ng mga reactant, pangwakas at inisyal, ayon sa pagkakabanggit; t1 at t2- ang oras ng eksperimento, ang pangwakas at paunang agwat ng oras, ayon sa pagkakabanggit.

Tanong. Aling halaga sa tingin mo ang mas malaki? Mula sa 1 o Mula sa 0? t1 o t0?

Dahil ang mga reactant ay palaging natupok sa isang ibinigay na reaksyon, kung gayon

Kaya, ang ratio ng mga dami na ito ay palaging negatibo, at ang bilis ay hindi maaaring negatibong halaga. Samakatuwid, ang minus sign ay lilitaw sa formula, na sabay-sabay na nagpapahiwatig na ang bilis anuman reaksyon sa paglipas ng panahon (sa ilalim ng pare-pareho ang mga kondisyon) palagi bumababa.

Kaya ang rate ng isang kemikal na reaksyon ay:

Ang tanong ay lumitaw, sa anong mga yunit dapat masukat ang konsentrasyon ng mga reactant (C) at bakit? Upang masagot ito, kailangan mong maunawaan kung ano ang kondisyon pangunahing para maganap ang anumang reaksiyong kemikal.

Upang ang mga particle ay gumanti, dapat silang magbanggaan man lang. kaya lang mas mataas ang bilang ng mga particle * (bilang ng mga moles) sa bawat unit volume, mas madalas silang nagbanggaan, mas mataas ang posibilidad ng isang kemikal na reaksyon.

* Basahin ang aralin 29.1 tungkol sa kung ano ang "nunal".

Samakatuwid, kapag sinusukat ang mga rate ng mga proseso ng kemikal, ginagamit ng isa konsentrasyon ng molar mga sangkap sa mga tumutugon na halo.

Ang konsentrasyon ng molar ng isang sangkap ay nagpapakita kung gaano karaming mga moles nito ang nasa 1 litro ng solusyon.

Kaya, kung mas malaki ang konsentrasyon ng molar ng mga reactant, mas maraming mga particle sa bawat dami ng yunit, mas madalas silang nagbanggaan, mas mataas (ceteris paribus) ang rate ng reaksyong kemikal. Samakatuwid, ang pangunahing batas ng kinetika ng kemikal (ito ang agham ng rate ng mga reaksiyong kemikal) ay batas ng aksyong masa.

Ang rate ng isang kemikal na reaksyon ay direktang proporsyonal sa produkto ng mga konsentrasyon ng mga reactant.

Para sa isang reaksyon ng uri A + B → ... sa matematika, ang batas na ito ay maaaring ipahayag bilang mga sumusunod:

Kung ang reaksyon ay mas kumplikado, halimbawa, 2A + B → o, na pareho, A + A + B → ..., kung gayon

Kaya, ang exponent ay lumitaw sa velocity equation « dalawa» , na tumutugma sa koepisyent 2 sa equation ng reaksyon. Para sa mas kumplikadong mga equation, ang malalaking exponent ay karaniwang hindi ginagamit. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang posibilidad ng isang sabay-sabay na banggaan ng, sabihin nating, tatlong molekula A at dalawang molekula B ay napakaliit. Samakatuwid, maraming mga reaksyon ang nagpapatuloy sa ilang mga yugto, kung saan hindi hihigit sa tatlong mga particle ang nagbanggaan, at ang bawat yugto ng proseso ay nagpapatuloy sa isang tiyak na bilis. Ang bilis na ito at ang kinetic equation ng bilis para dito ay tinutukoy sa eksperimento.

Ang mga equation ng rate ng reaksyon ng kemikal sa itaas (3) o (4) ay may bisa lamang para sa homogenous mga reaksyon, ibig sabihin, para sa mga naturang reaksyon kapag ang mga tumutugon na sangkap ay hindi nagsasalo sa ibabaw. Halimbawa, ang reaksyon ay nagaganap sa isang may tubig na solusyon, at ang parehong mga reactant ay lubos na natutunaw sa tubig o para sa anumang halo ng mga gas.

Ang isa pang bagay ay kapag magkakaiba reaksyon. Sa kasong ito, mayroong isang interface sa pagitan ng mga reactant, halimbawa, carbon dioxide gas tumutugon sa tubig solusyon alkalis. Sa kasong ito, ang anumang molekula ng gas ay pantay na malamang na pumasok sa isang reaksyon, dahil ang mga molekula na ito ay gumagalaw nang mabilis at random. Paano ang mga likidong particle? Ang mga particle na ito ay gumagalaw nang napakabagal, at ang mga alkali na particle na "nasa ilalim" ay halos walang pagkakataon na tumugon sa carbon dioxide kung ang solusyon ay hindi palaging hinahalo. Tanging ang mga particle na "nakahiga sa ibabaw" ay magre-react. Kaya para sa magkakaiba mga reaksyon -

ang rate ng reaksyon ay depende sa laki ng lugar ng interface, na tumataas sa paggiling.

Samakatuwid, napakadalas na ang mga tumutugon na sangkap ay dinurog (halimbawa, ang mga ito ay natunaw sa tubig), ang pagkain ay lubusan na ngumunguya, at sa panahon ng proseso ng pagluluto sila ay ginigiling, dumaan sa isang gilingan ng karne, atbp. Ang isang unground na produkto ng pagkain ay halos hindi natutunaw!

Kaya, na may pinakamataas na bilis (ceteris paribus), ang mga homogenous na reaksyon ay nagpapatuloy sa mga solusyon at sa pagitan ng mga gas (kung ang mga gas na ito ay tumutugon sa n.a.), bukod dito, sa mga solusyon kung saan ang mga molekula ay matatagpuan "magkatabi", at ang paggiling ay kapareho ng sa mga gas (at higit pa!), - ang rate ng reaksyon ay mas mataas.

Ang gawain ng pagsusulit. Alin sa mga sumusunod na reaksyon ang nagpapatuloy sa pinakamabilis na bilis sa temperatura ng silid?

1. carbon na may oxygen;
2. bakal na may hydrochloric acid;
3. bakal na may solusyon ng acetic acid
4. mga solusyon ng alkali at sulfuric acid.

Sa kasong ito, kailangan mong hanapin kung aling proseso ang homogenous.

Dapat pansinin na ang rate ng isang kemikal na reaksyon sa pagitan ng mga gas o isang heterogenous na reaksyon kung saan ang isang gas ay kasangkot ay nakasalalay din sa presyon, dahil habang tumataas ang presyon, ang mga gas ay na-compress at ang konsentrasyon ng mga particle ay tumataas (tingnan ang formula 2). Ang rate ng mga reaksyon kung saan ang mga gas ay hindi nakikilahok ay hindi apektado ng pagbabago sa presyon.

Ang gawain ng pagsusulit. Ang bilis ng isang kemikal na reaksyon sa pagitan ng isang acid solution at iron ay hindi apektado

1. konsentrasyon ng acid;
2. paggiling ng bakal;
3. temperatura ng reaksyon;
4. pagtaas ng presyon.

Sa wakas, ang rate ng reaksyon ay nakasalalay din sa reaktibiti ng mga sangkap. Halimbawa, kung ang oxygen ay tumutugon sa isang sangkap, kung gayon, ceteris paribus, ang rate ng reaksyon ay mas mataas kaysa kapag ang parehong sangkap ay nakikipag-ugnayan sa nitrogen. Ang katotohanan ay ang reaktibiti ng oxygen ay mas mataas kaysa sa nitrogen. Isasaalang-alang natin ang dahilan ng hindi pangkaraniwang bagay na ito sa susunod na bahagi ng Tutorial (aralin 14).

Ang gawain ng pagsusulit. Ang kemikal na reaksyon sa pagitan ng hydrochloric acid at

1. tanso;
2. bakal;
3. magnesiyo;
4. sink.

Dapat pansinin na hindi lahat ng banggaan ng mga molekula ay humahantong sa kanilang pakikipag-ugnayan sa kemikal (reaksyon ng kemikal). Sa isang gas na pinaghalong hydrogen at oxygen, sa ilalim ng normal na mga kondisyon, mayroong ilang bilyong banggaan bawat segundo. Ngunit ang mga unang palatandaan ng reaksyon (mga patak ng tubig) ay lilitaw sa prasko pagkatapos lamang ng ilang taon. Sa ganitong mga kaso, ang reaksyon ay sinabi sa halos hindi pumunta. Pero siya maaari, kung hindi, kung paano ipaliwanag ang katotohanan na kapag ang halo na ito ay pinainit sa 300 ° C, ang prasko ay mabilis na nag-fog, at sa temperatura na 700 ° C isang kakila-kilabot na pagsabog ay kulog! Hindi nakakagulat na ang pinaghalong hydrogen at oxygen ay tinatawag na "explosive gas".

Tanong. Bakit sa palagay mo ang rate ng reaksyon ay tumataas nang husto kapag pinainit?

Tumataas ang rate ng reaksyon dahil, una, ang bilang ng mga banggaan ng mga particle ay tumataas, at pangalawa, ang bilang aktibo mga banggaan. Ito ay mga aktibong banggaan ng mga particle na humahantong sa kanilang pakikipag-ugnayan. Upang mangyari ang naturang banggaan, ang mga particle ay dapat magkaroon ng isang tiyak na halaga ng enerhiya.

Ang enerhiya na dapat taglayin ng mga particle upang magkaroon ng isang kemikal na reaksyon ay tinatawag na activation energy.

Ang enerhiya na ito ay ginugugol sa pagtagumpayan ng mga salungat na puwersa sa pagitan ng mga panlabas na electron ng mga atomo at molekula at sa pagkasira ng "lumang" mga bono ng kemikal.

Ang tanong ay arises: kung paano dagdagan ang enerhiya ng reacting particle? Ang sagot ay simple - upang madagdagan ang temperatura, dahil sa pagtaas ng temperatura, ang bilis ng paggalaw ng mga particle ay tumataas, at, dahil dito, ang kanilang kinetic energy.

tuntunin Van't Hoff*:

para sa bawat 10 degrees na pagtaas sa temperatura, ang rate ng reaksyon ay tumataas ng 2-4 na beses.

VANT HOFF Jacob Hendrik(08/30/1852–03/01/1911) - Dutch chemist. Isa sa mga tagapagtatag ng physical chemistry at stereochemistry. Nobel Prize sa Chemistry No. 1 (1901).

Dapat tandaan na ang panuntunang ito (hindi isang batas!) ay itinatag sa eksperimento para sa mga reaksyon na "maginhawa" para sa pagsukat, iyon ay, para sa mga ganoong reaksyon na hindi masyadong mabilis o masyadong mabagal at sa mga temperatura na naa-access ng eksperimento (hindi masyadong mabagal. mataas at hindi masyadong mababa).

Tanong. Ano sa palagay mo, kung paano magluto ng patatas sa lalong madaling panahon: pakuluan ang mga ito o iprito ang mga ito sa isang layer ng langis?

Upang maayos na maunawaan ang kahulugan ng mga phenomena na inilarawan, maaari nating ihambing ang mga tumutugon na molekula sa isang pangkat ng mga mag-aaral na malapit nang tumalon nang mataas. Kung sila ay bibigyan ng isang hadlang na 1 m ang taas, ang mga mag-aaral ay kailangang maghiwa-hiwalay ng maayos (itaas ang kanilang "temperatura") upang malampasan ang hadlang. Gayunpaman, palaging may mga mag-aaral (“mga di-aktibong molekula”) na hindi malalampasan ang hadlang na ito.

Anong gagawin? Kung susundin mo ang prinsipyo: "Ang isang matalinong tao ay hindi aakyat, ang isang matalino ay lalampas sa bundok," pagkatapos ay dapat mo lamang ibaba ang hadlang, sabihin, sa 40 cm. Pagkatapos ang sinumang mag-aaral ay magagawang malampasan ang hadlang. Sa antas ng molekular, nangangahulugan ito: Upang mapataas ang rate ng isang reaksyon, kinakailangan upang bawasan ang activation energy sa system na ito..

Sa totoong mga proseso ng kemikal, ang function na ito ay ginagampanan ng isang katalista.

Catalyst ay isang sangkap na nagbabago sa bilis ng isang kemikal na reaksyon habang nananatili hindi nagbabago patungo sa pagtatapos ng isang kemikal na reaksyon.

Catalyst kasangkot sa isang kemikal na reaksyon, nakikipag-ugnayan sa isa o higit pang mga paunang sangkap. Sa kasong ito, ang mga intermediate compound ay nabuo, at ang activation energy ay nagbabago. Kung ang intermediate compound ay mas aktibo (aktibong kumplikado), pagkatapos ay bumababa ang enerhiya ng pag-activate at tumataas ang rate ng reaksyon.

Halimbawa, ang reaksyon sa pagitan ng SO 2 at O ​​2 ay napakabagal, sa ilalim ng normal na mga kondisyon halos hindi pumunta. Ngunit sa pagkakaroon ng NO, ang rate ng reaksyon ay tumataas nang husto. Unang NO napakabilis tumutugon sa O 2:

gumawa ng nitrogen dioxide mabilis tumutugon sa sulfur oxide (IV):

Gawain 5.1. Gamitin ang halimbawang ito upang ipakita kung aling substance ang catalyst at alin ang active complex.

Sa kabaligtaran, kung mas maraming passive compound ang nabuo, kung gayon ang enerhiya ng pag-activate ay maaaring tumaas nang labis na ang reaksyon sa ilalim ng mga ibinigay na kondisyon ay halos hindi magaganap. Ang ganitong mga catalyst ay tinatawag mga inhibitor.

Sa pagsasagawa, ang parehong uri ng mga catalyst ay ginagamit. Kaya espesyal na mga organikong katalista - mga enzyme- lumahok sa ganap na lahat ng mga proseso ng biochemical: panunaw ng pagkain, pag-urong ng kalamnan, paghinga. Imposible ang buhay nang walang enzymes!

Ang mga inhibitor ay kinakailangan upang maprotektahan ang mga produktong metal mula sa kaagnasan, mga produktong pagkain na naglalaman ng taba mula sa oksihenasyon (rancidity). Ang ilang mga gamot ay naglalaman din ng mga inhibitor na pumipigil sa mahahalagang pag-andar ng mga mikroorganismo at sa gayon ay sinisira ang mga ito.

Ang catalysis ay maaaring homogenous o heterogenous. Ang isang halimbawa ng homogenous catalysis ay ang epekto ng NO (ito ay isang katalista) sa oksihenasyon ng sulfur dioxide. Ang isang halimbawa ng heterogenous catalysis ay ang pagkilos ng pinainit na tanso sa alkohol:

Ang reaksyong ito ay nagaganap sa dalawang yugto:

Gawain 5.2. Aling substance ang catalyst sa kasong ito? Bakit tinatawag na heterogenous ang ganitong uri ng catalysis?

Sa pagsasagawa, ang heterogenous catalysis ay kadalasang ginagamit, kung saan ang mga solidong sangkap ay nagsisilbing mga katalista: mga metal, ang kanilang mga oxide, atbp. Sa ibabaw ng mga sangkap na ito ay may mga espesyal na punto (mga site ng kristal na sala-sala), kung saan, sa katunayan, ang catalytic reaction nangyayari. Kung ang mga puntong ito ay sarado na may banyagang bagay, pagkatapos ay hihinto ang catalysis. Ang sangkap na ito, na pumipinsala sa katalista, ay tinatawag catalytic poison. Iba pang mga sangkap - mga promoter- sa kabaligtaran, pinapataas nila ang aktibidad ng catalytic.

Maaaring baguhin ng isang katalista ang direksyon ng isang reaksiyong kemikal, iyon ay, sa pamamagitan ng pagpapalit ng katalista, maaaring makuha ang iba't ibang mga produkto ng reaksyon. Kaya, ang butadiene ay maaaring makuha mula sa alkohol C 2 H 5 OH sa pagkakaroon ng zinc at aluminum oxides, at ang ethylene ay maaaring makuha sa pagkakaroon ng concentrated sulfuric acid.

Kaya, sa kurso ng isang kemikal na reaksyon, nagbabago ang enerhiya ng system. Kung sa panahon ng reaksyon inilalabas ang enerhiya sa anyo ng init Q, ang ganitong proseso ay tinatawag exothermic:

Para sa endo mga proseso ng thermal sinisipsip ang init, ibig sabihin, thermal effect Q< 0 .

Gawain 5.3. Tukuyin kung alin sa mga iminungkahing proseso ang exothermic at alin ang endothermic:

Ang chemical reaction equation kung saan thermal effect, ay tinatawag na thermochemical reaction equation. Upang makagawa ng gayong equation, kinakailangan upang kalkulahin ang thermal effect bawat 1 mole ng reactant.

Isang gawain. Kapag nasusunog ang 6 g ng magnesium, 153.5 kJ ng init ang pinakawalan. Sumulat ng isang thermochemical equation para sa reaksyong ito.

Solusyon. Buuin natin ang equation ng reaksyon at ipahiwatig ang OVER sa mga formula na ibinigay:

Pag-compile ng proporsyon, nakita namin ang nais na thermal effect ng reaksyon:

Ang thermochemical equation para sa reaksyong ito ay:

Ang ganitong mga gawain ay ibinibigay sa mga gawain karamihan mga pagpipilian sa pagsusulit! Halimbawa.

Ang gawain ng pagsusulit. Ayon sa thermochemical reaction equation

ang dami ng init na inilabas sa panahon ng pagkasunog ng 8 g ng methane ay:

Pagbabalik-tanaw ng mga proseso ng kemikal. Prinsipyo ni Le Chatelier

* LE CHATELIER Henri Louis(10/8/1850–09/17/1936) - French physical chemist at metallurgist. Binuo ang pangkalahatang batas ng displacement of equilibrium (1884).

Ang mga reaksyon ay mababaligtad at hindi maibabalik.

hindi maibabalik tinatawag na mga ganoong reaksyon kung saan walang mga kondisyon kung saan posible ang reverse process.

Ang isang halimbawa ng gayong mga reaksyon ay ang mga reaksyon na nangyayari kapag ang gatas ay maasim, o kapag ang isang masarap na cutlet ay sinunog. Kung paanong imposibleng ibalik ang tinadtad na karne sa gilingan ng karne (at kumuha muli ng isang piraso ng karne), imposible rin na "muling buhayin" ang isang cutlet o gawing sariwa ang gatas.

Ngunit tanungin natin ang ating sarili ng isang simpleng tanong: hindi na ba maibabalik ang proseso:

Upang masagot ang tanong na ito, subukan nating tandaan kung posible bang isagawa ang baligtad na proseso? Oo! Ang decomposition ng limestone (chalk) upang makakuha ng quicklime CaO ay ginagamit sa isang pang-industriyang sukat:

Kaya, ang reaksyon ay nababaligtad, dahil may mga kondisyon kung saan pareho proseso:

Bukod dito, may mga kondisyon kung saan ang rate ng pasulong na reaksyon ay katumbas ng rate ng reverse reaction.

Sa ilalim ng mga kundisyong ito, ang isang kemikal na ekwilibriyo ay naitatag. Sa oras na ito, ang reaksyon ay hindi hihinto, ngunit ang bilang ng mga particle na nakuha ay katumbas ng bilang ng mga decomposed particle. kaya lang sa isang estado ng chemical equilibrium, ang mga konsentrasyon ng mga reacting particle ay hindi nagbabago. Halimbawa, para sa ating proseso sa sandali ng chemical equilibrium

ibig sabihin ng tanda konsentrasyon ng balanse.

Ang tanong ay lumitaw, ano ang mangyayari sa ekwilibriyo kung ang temperatura ay itinaas o binabaan, o iba pang mga kondisyon ay binago? Ang tanong na ito ay masasagot sa pamamagitan ng pag-alam Prinsipyo ni Le Chatelier:

kung babaguhin natin ang mga kondisyon (t, p, c) kung saan ang sistema ay nasa isang estado ng ekwilibriyo, kung gayon ang ekwilibriyo ay lilipat patungo sa proseso na lumalaban sa pagbabago.

Sa madaling salita, ang sistema ng balanse ay palaging sumasalungat sa anumang impluwensya mula sa labas, habang ang isang pabagu-bagong bata ay sumasalungat sa kalooban ng kanyang mga magulang, na gumagawa ng "lahat ng bagay ay kabaligtaran".

Isaalang-alang ang isang halimbawa. Hayaang maitatag ang ekwilibriyo sa reaksyon ng pagkuha ng ammonia:

Mga tanong. Pareho ba ang bilang ng mga moles ng mga gumagalaw na gas bago at pagkatapos ng reaksyon? Kung ang reaksyon ay naganap sa isang saradong dami, kapag ang presyon ay mas malaki: bago o pagkatapos ng reaksyon?

Malinaw, ang prosesong ito ay nangyayari sa isang pagbawas sa bilang ng mga molekula ng gas, na nangangahulugang iyon presyon bumababa sa panahon ng direktang reaksyon. AT reverse mga reaksyon - sa kabaligtaran, ang presyon sa pinaghalong nadadagdagan.

Tanungin natin ang ating sarili kung ano ang mangyayari kung sa sistemang ito itaas pressure? Ayon sa prinsipyo ng Le Chatelier, ang reaksyon na "gumagawa ng kabaligtaran", i.e. nagpapababa presyon. Ito ay isang direktang reaksyon: mas kaunting mga molekula ng gas - mas kaunting presyon.

Kaya, sa promosyon presyon, ang ekwilibriyo ay lumilipat patungo sa direktang proseso, kung saan bumababa ang pressure habang bumababa ang bilang ng mga molekula mga gas.

Ang gawain ng pagsusulit. Sa promosyon binabago ng presyon ang balanse tama sa system:

Kung bilang resulta ng reaksyon bilang ng mga molekula ang mga gas ay hindi nagbabago, kung gayon ang pagbabago sa presyon ay hindi makakaapekto sa posisyon ng balanse.

Ang gawain ng pagsusulit. Ang pagbabago sa presyon ay nakakaapekto sa equilibrium shift sa system:

Ang posisyon ng balanse nito at anumang iba pang reaksyon ay nakasalalay sa konsentrasyon ng mga tumutugon na sangkap: sa pamamagitan ng pagtaas ng konsentrasyon ng mga panimulang sangkap at pagbaba ng konsentrasyon ng mga nagresultang sangkap, palagi nating inililipat ang ekwilibriyo patungo sa direktang reaksyon (sa kanan).

Ang gawain ng pagsusulit.

lilipat sa kaliwa kapag:

1. pagtaas ng presyon;
2. pagbaba ng temperatura;
3. pagtaas sa konsentrasyon ng CO;
4. pagbaba sa konsentrasyon ng CO.

Ang proseso ng synthesis ng ammonia ay exothermic, iyon ay, sinamahan ito ng pagpapalabas ng init, iyon ay, pagtaas ng temperatura sa pinaghalong.

Tanong. Paano magbabago ang ekwilibriyo sa sistemang ito kung kailan pagpapababa ng temperatura?

Parehong nagtatalo, ginagawa namin konklusyon: kapag binababa temperatura, ang equilibrium ay lilipat patungo sa pagbuo ng ammonia, dahil ang init ay inilabas sa reaksyong ito, at ang temperatura tumataas.

Tanong. Paano magbabago ang bilis ng isang reaksiyong kemikal habang bumababa ang temperatura?

Malinaw na sa pagbaba ng temperatura, ang rate ng parehong mga reaksyon ay bababa nang husto, ibig sabihin, ang isang tao ay kailangang maghintay ng napakatagal na panahon kapag naitatag ang nais na balanse. Anong gagawin? Sa kasong ito, ito ay kinakailangan katalista. Bagama't siya hindi nakakaapekto sa posisyon ng balanse, ngunit pinabilis ang pagsisimula ng estadong ito.

Ang gawain ng pagsusulit. Equilibrium ng kemikal sa sistema

lumilipat patungo sa pagbuo ng produkto ng reaksyon sa:

1. pagtaas ng presyon;
2. pagtaas ng temperatura;
3. pagbaba ng presyon;
4. ang paggamit ng isang katalista.

mga konklusyon

Ang bilis ng isang kemikal na reaksyon ay nakasalalay sa:

• ang likas na katangian ng mga reacting particle;
• konsentrasyon o lugar ng interface ng mga reactant;
• temperatura;
• ang pagkakaroon ng isang katalista.

Ang equilibrium ay itinatag kapag ang rate ng pasulong na reaksyon ay katumbas ng rate ng reverse na proseso. Sa kasong ito, ang konsentrasyon ng balanse ng mga reactant ay hindi nagbabago. Ang estado ng chemical equilibrium ay nakasalalay sa mga kondisyon at sumusunod sa prinsipyo ng Le Chatelier.

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 kinetika ng kemikal. 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 resultang 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 .

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

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 reacted 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 ... ...

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

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 ... ...

Pangunahing ang konsepto ng chem. kinetics. Para sa mga simpleng homogenous na reaksyon S. x. R. sinusukat sa pamamagitan ng pagbabago sa bilang ng mga moles ng na-react sa va (sa pare-parehong dami ng system) o sa pamamagitan ng pagbabago sa konsentrasyon ng alinman sa mga inisyal sa in o mga produkto ng reaksyon (kung ang dami ng system ...

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

- (English nucleophilic substitution reaction) mga reaksyon ng pagpapalit kung saan ang pag-atake ay isinasagawa ng isang nucleophile reagent na may dalang hindi nakabahaging pares ng elektron. Ang umaalis na grupo sa mga reaksyon ng pagpapalit ng nucleophilic ay tinatawag na nucleofug. Lahat ... Wikipedia

Ang pagbabagong-anyo ng isang sangkap patungo sa isa pa, naiiba 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

Ekwilibriyo ng 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 kemikal na reaksyon 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 nito pagkatapos lamang 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 ng 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 (i.e., 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, i.e. 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

Ang 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 dami 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 (i.e. ang magnesium ay isang mas reaktibong metal kaysa sa bakal at samakatuwid ay mas malakas na tumutugon sa acid).

Depende sa 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 test tube 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) ng 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 coefficients

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 ay 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).

Layunin: ang pag-aaral ng rate ng isang kemikal na reaksyon at ang pag-asa nito sa iba't ibang mga kadahilanan: ang likas na katangian ng mga reactant, konsentrasyon, temperatura.

Ang mga reaksiyong kemikal ay nagpapatuloy sa iba't ibang bilis. Ang bilis ng isang kemikal na reaksyon ay tinatawag na pagbabago sa konsentrasyon ng reactant sa bawat yunit ng oras. Ito ay katumbas ng bilang ng mga pagkilos ng pakikipag-ugnayan sa bawat yunit ng oras bawat dami ng yunit para sa isang reaksyong nagaganap sa isang homogenous na sistema (para sa mga homogenous na reaksyon), o sa bawat unit na interface para sa mga reaksyong nagaganap sa isang heterogenous na sistema (para sa mga heterogenous na reaksyon).

Average na rate ng reaksyon v cf. sa pagitan ng oras mula sa t1 dati t2 ay tinutukoy ng kaugnayan:

saan Mula sa 1 at Mula 2 ay ang molar na konsentrasyon ng sinumang kalahok sa reaksyon sa mga punto ng oras t1 at t2 ayon sa pagkakabanggit.

Ang tandang “–“ sa harap ng fraction ay tumutukoy sa konsentrasyon ng mga panimulang sangkap, Δ MULA SA < 0, знак “+” – к концентрации продуктов реакции, ΔMULA SA > 0.

Ang mga pangunahing kadahilanan na nakakaapekto sa rate ng isang kemikal na reaksyon ay: ang likas na katangian ng mga reactant, ang kanilang konsentrasyon, presyon (kung ang mga gas ay kasangkot sa reaksyon), temperatura, katalista, lugar ng interface para sa mga heterogenous na reaksyon.

Karamihan sa mga reaksiyong kemikal ay mga kumplikadong proseso na nangyayari sa ilang yugto, i.e. na binubuo ng ilang mga elementarya na proseso. Ang elementarya o simpleng reaksyon ay mga reaksyong nagaganap sa isang yugto.

Para sa mga elementarya na reaksyon, ang pag-asa ng rate ng reaksyon sa konsentrasyon ay ipinahayag ng batas ng mass action.

Sa isang pare-parehong temperatura, 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 stoichiometric coefficients.

Para sa pangkalahatang reaksyon

a A + b B ... → c C,

ayon sa batas ng aksyong masa v ay ipinahahayag ng kaugnayan

v = K∙s(A) a ∙ c(B) b,

saan c(A) at c(B) ay ang mga molar na konsentrasyon ng mga reactant A at B;

Upang ay ang rate constant ng reaksyong ito, katumbas ng v, kung c(A) a=1 at c(B) b=1, at depende sa likas na katangian ng mga reactant, temperatura, katalista, lugar sa ibabaw ng interface para sa mga heterogenous na reaksyon.

Ang pagpapahayag ng pag-asa ng rate ng reaksyon sa konsentrasyon ay tinatawag na kinetic equation.

Sa kaso ng mga kumplikadong reaksyon, ang batas ng mass action ay nalalapat sa bawat indibidwal na hakbang.

Para sa mga heterogenous na reaksyon, ang kinetic equation ay kinabibilangan lamang ng mga konsentrasyon ng mga gas at dissolved substance; oo, para sa pagsunog ng karbon

C (c) + O 2 (g) → CO 2 (g)

ang velocity equation ay may anyo

v \u003d K s (O 2)

Ilang salita tungkol sa molecularity at kinetic order ng reaksyon.

konsepto "molecularity ng reaksyon" ilapat lamang sa mga simpleng reaksyon. Ang molecularity ng isang reaksyon ay nagpapakilala sa bilang ng mga particle na nakikilahok sa isang elementarya na pakikipag-ugnayan.

Mayroong mono-, bi- at ​​trimolecular na mga reaksyon, kung saan ang isa, dalawa at tatlong particle, ayon sa pagkakabanggit, ay lumahok. Ang posibilidad ng sabay-sabay na banggaan ng tatlong particle ay maliit. Ang elementarya na proseso ng pakikipag-ugnayan ng higit sa tatlong particle ay hindi alam. Mga halimbawa ng elementarya na reaksyon:

N 2 O 5 → NO + NO + O 2 (monomolecular)

H 2 + I 2 → 2HI (bimolecular)

2NO + Cl 2 → 2NOCl (trimolecular)

Ang molecularity ng mga simpleng reaksyon ay tumutugma sa pangkalahatang kinetic order ng reaksyon. Ang pagkakasunud-sunod ng reaksyon ay tumutukoy sa likas na katangian ng pag-asa ng rate sa konsentrasyon.

Ang pangkalahatang (kabuuang) kinetic order ng isang reaksyon ay ang kabuuan ng mga exponent sa mga konsentrasyon ng mga reactant sa equation ng rate ng reaksyon, na tinutukoy sa eksperimentong paraan.

Habang tumataas ang temperatura, tumataas ang rate ng karamihan sa mga reaksiyong kemikal. Ang pag-asa ng rate ng reaksyon sa temperatura ay tinatayang tinutukoy ng panuntunan ng van't Hoff.

Para sa bawat 10 degrees na pagtaas ng temperatura, ang rate ng karamihan sa mga reaksyon ay tumataas ng isang factor na 2-4.

kung saan at ang mga rate ng reaksyon, ayon sa pagkakabanggit, sa mga temperatura t2 at t1 (t2>t1);

Ang γ ay ang koepisyent ng temperatura ng rate ng reaksyon, ito ay isang numero na nagpapakita kung gaano karaming beses na tumaas ang rate ng isang kemikal na reaksyon sa pagtaas ng temperatura ng 10 0.

Gamit ang panuntunan ng van't Hoff, posible lamang na tantiyahin ang epekto ng temperatura sa rate ng reaksyon. Ang isang mas tumpak na paglalarawan ng pag-asa ng rate ng reaksyon ng temperatura ay magagawa sa loob ng balangkas ng teorya ng pagsasaaktibo ng Arrhenius.

Ang isa sa mga paraan ng pagpapabilis ng isang kemikal na reaksyon ay catalysis, na isinasagawa sa tulong ng mga sangkap (catalysts).

Mga katalista- ito ay mga sangkap na nagbabago sa rate ng isang kemikal na reaksyon dahil sa paulit-ulit na pakikilahok sa intermediate na pakikipag-ugnayan ng kemikal sa mga reaksyon ng reaksyon, ngunit pagkatapos ng bawat cycle ng intermediate na pakikipag-ugnayan ay ibinabalik nila ang kanilang kemikal na komposisyon.

Ang mekanismo ng pagkilos ng katalista ay nabawasan sa isang pagbawas sa activation energy ng reaksyon, i.e. isang pagbawas sa pagkakaiba sa pagitan ng average na enerhiya ng mga aktibong molekula (aktibong kumplikado) at ang average na enerhiya ng mga molekula ng mga panimulang sangkap. Pinatataas nito ang bilis ng reaksiyong kemikal.

Ang mga reaksiyong kemikal ay nagpapatuloy sa iba't ibang bilis. Ang ilan sa kanila ay ganap na nakumpleto sa maliliit na bahagi ng isang segundo, ang iba ay isinasagawa sa ilang minuto, oras, araw; ang mga reaksyon ay kilala na nangangailangan ng ilang taon upang magpatuloy. Bilang karagdagan, ang parehong reaksyon ay maaaring magpatuloy nang mabilis sa ilalim ng ilang mga kundisyon, halimbawa, sa mataas na temperatura, at dahan-dahan sa ilalim ng iba, halimbawa, sa paglamig; sa kasong ito, ang pagkakaiba sa rate ng parehong reaksyon ay maaaring maging napakalaki.

Kung isasaalang-alang ang tanong ng rate ng isang kemikal na reaksyon, kinakailangan na makilala sa pagitan ng mga reaksyon na nagaganap sa isang homogenous na sistema (homogeneous na mga reaksyon) at mga reaksyon na nagaganap sa isang heterogenous na sistema (heterogeneous na mga reaksyon).

DEPINISYON

sistema Sa kimika, kaugalian na sumangguni sa isang sangkap o isang hanay ng mga sangkap na isinasaalang-alang. Sa kasong ito, ang sistema ay laban sa panlabas na kapaligiran - ang mga sangkap na nakapalibot sa system.

Mayroong homogenous at heterogenous system. homogenous ay tinatawag na isang sistema na binubuo ng isang yugto, magkakaiba- isang sistema na binubuo ng ilang mga yugto. yugto tinatawag na bahagi ng system, na pinaghihiwalay mula sa iba pang mga bahagi nito ng interface, kapag dumadaan kung saan biglang nagbabago ang mga katangian.

Ang isang halimbawa ng isang homogenous na sistema ay maaaring maging anumang halo ng gas (9 lahat ng mga gas ay natutunaw sa bawat isa nang walang katiyakan sa hindi masyadong mataas na presyon) o isang solusyon ng ilang mga sangkap sa isang solvent.

Kabilang sa mga halimbawa ng mga heterogenous system ang mga sumusunod na sistema: tubig na may yelo, saturated solution na may sediment, karbon at sulfur sa hangin.

Kung ang reaksyon ay nagpapatuloy sa isang homogenous na sistema, pagkatapos ito ay nangyayari sa buong dami ng sistemang ito. Kung ang reaksyon ay nagpapatuloy sa pagitan ng mga sangkap na bumubuo ng isang heterogenous na sistema, maaari lamang itong maganap sa mga interface ng mga phase na bumubuo sa system. Sa pagsasaalang-alang na ito, ang rate ng isang homogenous na reaksyon at ang rate ng isang heterogenous na reaksyon ay tinukoy nang iba.

DEPINISYON

Ang rate ng isang homogenous na reaksyon tinatawag na dami ng isang substance na pumapasok sa isang reaksyon o nabubuo sa panahon ng reaksyon sa bawat yunit ng oras sa isang dami ng yunit ng system.

Ang rate ng isang heterogenous na reaksyon tinatawag na halaga ng isang sangkap na pumapasok sa isang reaksyon o nabuo sa panahon ng reaksyon bawat yunit ng oras bawat yunit na lugar ng ibabaw ng bahagi.

Pareho sa mga kahulugang ito ay maaaring isulat sa anyong matematikal. Ipakilala natin ang notasyon: υ homogen - rate ng reaksyon sa isang homogenous na sistema; υ h etero gen - ang bilis ng reaksyon sa isang heterogenous na sistema, n - ang bilang ng mga moles ng alinman sa mga sangkap na nagreresulta mula sa reaksyon; Ang V ay ang dami ng system; t-oras; S ay ang surface area ng phase kung saan nagpapatuloy ang reaksyon; Δ - increment sign (Δn = n 2 -n 1; Δt = t 2 -t 1). Pagkatapos

υ homogene = Δn / (V× Δt);

υ heterogen = ∆n / (S × ∆t).

Ang una sa mga equation na ito ay maaaring gawing simple. Ang ratio ng dami ng substance (n) sa volume (V) ng system ay ang molar concentration (c) ng substance: c=n/V, kung saan Δc=Δn/V at sa wakas:

υ homogene = ∆c / ∆t.

Mga halimbawa ng paglutas ng problema

HALIMBAWA 1

Mag-ehersisyo	Gumawa ng mga formula para sa dalawang iron oxide kung ang mass fraction ng iron sa mga ito ay 77.8% at 70.0%.
Solusyon	Hanapin ang mass fraction sa bawat isa sa mga tansong oksido: ω 1 (O) \u003d 100% - ω 1 (Fe) \u003d 100% - 77.8% \u003d 22.2%; ω 2 (O) \u003d 100% - ω 2 (Fe) \u003d 100% - 70.0% \u003d 30.0%. Tukuyin natin ang bilang ng mga moles ng mga elemento na bumubuo sa tambalan bilang "x" (bakal) at "y" (oxygen). Pagkatapos, ang molar ratio ay magiging ganito (ang mga halaga ng mga kamag-anak na masa ng atom na kinuha mula sa Periodic Table ng D.I. Mendeleev ay bilugan sa mga integer): x:y \u003d ω 1 (Fe) / Ar (Fe) : ω 1 (O) / Ar (O); x:y = 77.8/56: 22.2/16; x:y = 1.39: 1.39 = 1: 1. Kaya ang formula ng unang iron oxide ay magiging FeO. x:y \u003d ω 2 (Fe) / Ar (Fe) : ω 2 (O) / Ar (O); x:y = 70/56: 30/16; x:y = 1.25: 1.875 = 1: 1.5 = 2: 3. Kaya ang formula ng pangalawang iron oxide ay magiging Fe 2 O 3 .
Sagot	FeO, Fe 2 O 3

HALIMBAWA 2

Mag-ehersisyo	Gumawa ng formula para sa compound ng hydrogen, iodine at oxygen, kung ang mass fraction ng mga elemento sa loob nito: ω(H) = 2.2%, ω(I) = 55.7%, ω(O) = 42.1%.
Solusyon	Ang mass fraction ng elemento X sa molekula ng komposisyon ng HX ay kinakalkula ng sumusunod na formula: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Tukuyin natin ang bilang ng mga moles ng mga elemento na bumubuo sa tambalan bilang "x" (hydrogen), "y" (iodine), "z" (oxygen). Pagkatapos, ang molar ratio ay magiging ganito (ang mga halaga ng mga kamag-anak na masa ng atom na kinuha mula sa Periodic Table ng D.I. Mendeleev ay bilugan sa mga buong numero): x:y:z = ω(H)/Ar(H) : ω(I)/Ar(I) : ω(O)/Ar(O); x:y:z= 2.2/1: 55.7/127: 42.1/16; x:y:z= 2.2: 0.44: 2.63 = 5: 1: 6. Kaya ang formula para sa pagsasama-sama ng hydrogen, iodine at oxygen ay magmumukhang H 5 IO 6.
Sagot	H5IO6