Gawain 127.
Paano magbabago ang rate ng isang reaksyon na nagaganap sa gas phase sa pagtaas ng temperatura ng 60 ° C, kung ang temperatura coefficient ng rate ng reaksyong ito ay 2?
Solusyon:

Dahil dito, ang rate ng reaksyon na may pagtaas sa temperatura ng 600 C 0 ay 64 beses na mas malaki kaysa sa paunang rate ng reaksyon.

Gawain 121.
Ang oksihenasyon ng asupre at ang dioxide nito ay nagpapatuloy ayon sa mga equation:
a) S (c) + O 2 \u003d SO 2 (g); b) 2SO 2 (d) + O 2 = 2SO 3 (d).
Paano magbabago ang rate ng mga reaksyong ito kung apat na beses ang dami ng bawat isa sa mga sistema?
Solusyon:
a) S (c) + O 2 \u003d SO 2 (g)
Tukuyin natin ang mga konsentrasyon ng mga gaseous reactant: = a, = b. Ayon kay batas ng aksyong masa, ang mga rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon bago ang pagbabago ng volume ay pantay-pantay:

V pr \u003d k. a; V arr \u003d k. b.

Matapos bawasan ang dami ng isang heterogenous system sa pamamagitan ng isang kadahilanan ng apat, ang konsentrasyon ng mga gas na sangkap ay tataas ng isang kadahilanan ng apat: 4a, = 4b. Sa mga bagong konsentrasyon, ang mga rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon ay magiging pantay

Dahil dito, pagkatapos na bawasan ang volume sa system, ang mga rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon ay tumaas ng apat na beses. Ang ekwilibriyo ng sistema ay hindi nagbabago.

b) 2SO 2 (g) + O 2 = 2SO 3 (g)
Tukuyin natin ang mga konsentrasyon ng mga tumutugon na sangkap: = a, = b, = Sa. Ayon sa batas ng mass action, ang mga rate ng forward at reverse reactions bago ang pagbabago ng volume ay katumbas ng:

V pr \u003d ka 2 b; Vo b p = kc 2 .

Matapos bawasan ang volume ng isang homogenous system sa pamamagitan ng isang factor ng apat, ang konsentrasyon ng mga reactant ay tataas ng isang factor ng apat: = 4 a, = 4b, = 4 s Sa mga bagong konsentrasyon, ang mga rate ng pasulong at pabalik na mga reaksyon ay magiging pantay:

Dahil dito, pagkatapos na bawasan ang volume sa system, ang rate ng direktang reaksyon ay tumaas ng 64 beses, at ang reverse - ng 16. Ang balanse ng system ay lumipat sa kanan, sa direksyon ng pagbawas ng pagbuo ng mga gas na sangkap.

Equilibrium constants ng isang homogenous na sistema

Gawain 122.
Sumulat ng expression para sa equilibrium constant ng isang homogenous system:
N 2 + ZN 2 \u003d 2NH 3. Paano magbabago ang rate ng direktang reaksyon ng pagbuo ng ammonia kung triple ang konsentrasyon ng hydrogen?
Solusyon:
Equation ng reaksyon:

N 2 + ZN 2 \u003d 2NH 3

Ang expression para sa equilibrium constant ng reaksyong ito ay:

Tukuyin natin ang mga konsentrasyon ng mga gaseous reactant: = a, = b. Ayon sa batas ng mass action, ang rate ng direktang reaksyon bago ang pagtaas ng konsentrasyon ng hydrogen ay: V pr = kab 3 . Pagkatapos mapataas ang konsentrasyon ng hydrogen sa pamamagitan ng isang kadahilanan ng tatlo, ang mga konsentrasyon ng mga paunang sangkap ay magiging katumbas ng: = a, = 3b. Sa mga bagong konsentrasyon, ang rate ng direktang reaksyon ay magiging katumbas ng:

Dahil dito, pagkatapos ng pagtaas ng konsentrasyon ng hydrogen sa pamamagitan ng isang kadahilanan ng tatlo, ang rate ng reaksyon ay tumaas ng isang kadahilanan ng 27. Ang equilibrium, ayon sa prinsipyo ng Le Chatelier, ay lumipat sa direksyon ng pagbaba ng konsentrasyon ng hydrogen, ibig sabihin, sa kanan.

Z takdang-aralin 123.
Ang reaksyon ay nagpapatuloy ayon sa equation N 2 + O 2 = 2NO. Ang mga konsentrasyon ng mga panimulang materyales bago ang simula ng reaksyon ay = 0.049 mol/l, = 0.01 mol/l. Kalkulahin ang konsentrasyon ng mga sangkap na ito kapag = 0.005 mol/l. Sagot: 0.0465 mol/l; = 0.0075 mol/l.
Solusyon:
Ang equation ng reaksyon ay:

Sumusunod ito mula sa equation ng reaksyon na ang pagbuo ng 2 mol ng NO ay kumonsumo ng 1 mol ng N 2 at O ​​2, ibig sabihin, ang pagbuo ng NO ay nangangailangan ng dalawang beses na mas mababa sa N 2 at O ​​2. Batay sa naunang nabanggit, maaaring ipagpalagay na ang pagbuo ng 0.005 mol ng NO ay nangangailangan ng 0.0025 mol ng N 2 at O ​​2 bawat isa. Kung gayon ang panghuling konsentrasyon ng mga panimulang sangkap ay magiging katumbas ng:

Tapusin = ref. - 0.0025 \u003d 0.049 - 0.0025 \u003d 0.0465 mol / l;
pangwakas = ref. - 0.0025 \u003d 0.01 - 0.0025 \u003d 0.0075 mol / l.

Sagot: pangwakas = 0.0465 mol/l; pangwakas = 0.0075 mol/l.

Gawain 124.
Ang reaksyon ay nagpapatuloy ayon sa equation N 2 + ZN 2 \u003d 2NH 3. Ang mga konsentrasyon ng mga sangkap na kasangkot dito (mol/l): = 0.80; = 1.5; = 0.10. Kalkulahin ang konsentrasyon ng hydrogen at ammonia = 0.5 mol/l. Sagot: \u003d 0.70 mol / l; [H 2) \u003d \u003d 0.60 mol / l.
Solusyon:
Ang equation ng reaksyon ay:

N2 + 3H2 = 2NH3

Ito ay sumusunod mula sa equation na mula sa 1 mol ng N 2 2 mol ng NH 3 ay nabuo at 3 mol ng H 2 ay natupok. Kaya, sa paglahok ng isang tiyak na halaga ng nitrogen sa reaksyon, dalawang beses na mas maraming ammonia ang nabuo at tatlong beses na mas maraming hydrogen ang tutugon. Kalkulahin natin ang dami ng nitrogen na nag-react: 0.80 - 0.50 = 0.30 mol. Kalkulahin ang dami ng ammonia na nabuo: 0.3 . 2 = 0.6 mol. Kalkulahin ang dami ng reacted hydrogen: 0.3. 3 \u003d 0.9 mol. Ngayon kinakalkula namin ang panghuling konsentrasyon ng mga reactant:

pangwakas = 0.10 + 0.60 = 0.70 mol;
[H 2 ] dulo. \u003d 1.5 - 0.90 \u003d 0.60 mol;
pangwakas \u003d 0.80 - 0.50 \u003d 0.30 mol.

Sagot:= 0.70 mol/l; [H 2) \u003d \u003d 0.60 mol / l.

Bilis, temperatura koepisyent ng rate ng reaksyon

Gawain 125.
Ang reaksyon ay nagpapatuloy ayon sa equation H 2 + I 2 \u003d 2HI. Ang rate constant ng reaksyong ito sa isang tiyak na temperatura ay 0.16. Paunang konsentrasyon ng mga reactant (mol / l): [H 2] \u003d 0.04:
= 0.05. Kalkulahin ang unang rate ng reaksyon at ang rate nito sa = 0.03 mol/l. Sagot: 3.2 . 10 -4 , 1,92 . 10 -4
Solusyon:
Ang equation ng reaksyon ay:

H 2 + I 2 \u003d 2HI

Sa paunang konsentrasyon ng mga reactant, ayon sa batas ng mass action, ang rate ng reaksyon ay magiging katumbas ng pagtatalaga ng mga konsentrasyon ng mga panimulang sangkap: [Н 2 ] = a, = b.

V pr \u003d k ab = 0,16 . 0,04 . 0,05 = 3,2 . 10 -4 .

Kinakalkula namin ang dami ng hydrogen na pumasok sa reaksyon, kung ang konsentrasyon nito ay nagbago at naging 0.03 mol / l, nakukuha namin: 0.04 - 0.03 \u003d 0.01 mol. Ito ay sumusunod mula sa equation ng reaksyon na ang hydrogen at iodine ay tumutugon sa isa't isa sa isang ratio na 1: 1, na nangangahulugan na ang 0.01 mol ng yodo ay pumasok din sa reaksyon. Samakatuwid, ang panghuling konsentrasyon ng yodo ay: 0.05 -0.01 \u003d 0.04 mol. Sa mga bagong konsentrasyon, ang rate ng direktang reaksyon ay:

Sagot: 3.2 . 10 -4 , 1,92 . 10 -4 .

Gawain 126.
Kalkulahin kung gaano karaming beses ang rate ng reaksyon na nagpapatuloy sa gas phase ay bababa kung ang temperatura ay binabaan mula 120 hanggang 80 ° C. Temperature coefficient ng reaction rate З.
Solusyon:
Ang dependence ng rate ng isang kemikal na reaksyon sa temperatura ay tinutukoy ng Van't Hoff empirical rule ayon sa formula:

Samakatuwid, ang rate ng reaksyon; sa 800 C 0 ang rate ng reaksyon sa 1200 C 0 ay 81 beses na mas mababa.

Halimbawa 1

Ilang beses tataas ang rate ng reaksyon?

a) C + 2 H 2 \u003d CH 4

b) 2 NO + Cl 2 = 2 NOCl

kapag ang presyon sa sistema ay triple?

Solusyon:

Ang tatlong beses na pagtaas sa presyon ng system ay katumbas ng tatlong beses na pagtaas sa konsentrasyon ng bawat isa sa mga gaseous na bahagi.

Alinsunod sa batas ng mass action, isinulat namin ang kinetic equation para sa bawat reaksyon.

a) Ang carbon ay isang solid phase, at ang hydrogen ay isang gas phase. Ang rate ng isang heterogenous na reaksyon ay hindi nakasalalay sa konsentrasyon ng solid phase, kaya hindi ito kasama sa kinetic equation. Ang rate ng unang reaksyon ay inilarawan ng equation

Hayaang ang paunang konsentrasyon ng hydrogen ay katumbas ng X, pagkatapos v 1 \u003d kx 2. Pagkatapos ng pagtaas ng presyon ng tatlong beses, ang konsentrasyon ng hydrogen ay naging 3 X, at ang rate ng reaksyon v 2 \u003d k (3x) 2 \u003d 9kx 2. Susunod, nakita namin ang ratio ng mga bilis:

v 1:v 2 = 9kx 2:kx 2 = 9.

Kaya, ang rate ng reaksyon ay tataas ng 9 na beses.

b) Ang kinetic equation ng pangalawang reaksyon, na homogenous, ay isusulat bilang . Hayaan ang paunang konsentrasyon HINDI ay katumbas ng X, at ang paunang konsentrasyon Cl 2 ay katumbas ng sa, pagkatapos v 1 = kx 2 y; v 2 = k(3x) 2 3y = 27kx 2 y;

v2:v1 = 27.

Ang rate ng reaksyon ay tataas ng 27 beses.

Halimbawa 2

Ang reaksyon sa pagitan ng mga substance A at B ay nagpapatuloy ayon sa equation na 2A + B = C. Ang konsentrasyon ng substance A ay 6 mol/l, at substance B ay 5 mol/l. Ang pare-pareho ang rate ng reaksyon ay 0.5 (l 2 ∙mol -2 ∙s -1). Kalkulahin ang rate ng kemikal na reaksyon sa unang sandali at sa sandaling 45% ng sangkap B ay nananatili sa pinaghalong reaksyon.

Solusyon:

Batay sa batas ng mass action, ang rate ng isang kemikal na reaksyon sa unang sandali ay:

= 0.5∙6 2∙5 = 90.0 mol∙s -1 ∙l -1

Pagkaraan ng ilang oras, 45% ng sangkap B ay mananatili sa pinaghalong reaksyon, iyon ay, ang konsentrasyon ng sangkap B ay magiging katumbas ng 5. 0.45= 2.25 mol/l. Nangangahulugan ito na ang konsentrasyon ng sangkap B ay nabawasan ng 5.0 - 2.25 \u003d 2.75 mol / l.

Dahil ang mga sangkap A at B ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa isang ratio na 2:1, ang konsentrasyon ng sangkap A ay bumaba ng 5.5 mol/l (2.75∙2=5.5) at naging katumbas ng 0.5 mol/l (6, 0 - 5.5= 0.5).

\u003d 0.5 (0.5) 2 ∙ 2.25 \u003d 0.28 mol s -1 ∙ l -1.

Sagot: 0.28 mol∙s -1 ∙l -1

Halimbawa 3

Koepisyent ng temperatura ng rate ng reaksyon g katumbas ng 2.8. Ilang degrees ang itinaas ng temperatura kung ang oras ng reaksyon ay nabawasan ng 124 beses?

Solusyon:

Ayon sa tuntunin ng van't Hoff v 1 = v 2 ×. Oras ng reaksyon t ay isang dami na inversely proportional sa bilis, kung gayon v 2 / v 1 = t 1 / t 2 = 124.

t 1 / t 2 \u003d = 124

Kunin natin ang logarithm ng huling expression:

lg( )= log 124;

DT/ 10×lgg=lg 124;

DT= 10×lg124 / lg2.8 » 47 0 .

Ang temperatura ay tumaas ng 47 0 .

Halimbawa 4

Sa pagtaas ng temperatura mula 10 0 C hanggang 40 0 ​​C, ang rate ng reaksyon ay tumaas ng 8 beses. Ano ang activation energy para sa reaksyon?

Solusyon:

Ang ratio ng mga rate ng reaksyon sa iba't ibang mga temperatura ay katumbas ng ratio ng mga constant ng rate sa parehong mga temperatura at katumbas ng 8. Alinsunod sa Arrhenius equation

k 2 / k 1 = A× / A = 8

Dahil ang pre-exponential factor at ang activation energy ay halos independiyente sa temperatura, kung gayon

Halimbawa 5

Sa temperatura na 973 Upang pare-pareho ang balanse ng reaksyon

NiO + H 2 \u003d Ni + H 2 O (g)

Solusyon:

Ipinapalagay namin na ang paunang konsentrasyon ng singaw ng tubig ay zero. Ang expression para sa equilibrium constant ng heterogenous na reaksyong ito ay may sumusunod na anyo: .

Hayaan, sa sandali ng ekwilibriyo, ang konsentrasyon ng singaw ng tubig ay maging katumbas ng x mol/l. Pagkatapos, alinsunod sa stoichiometry ng reaksyon, ang konsentrasyon ng hydrogen ay nabawasan ng x mol/l at naging pantay (3 - x) mol / l.

Ipalit natin ang equilibrium concentrations sa expression para sa equilibrium constant at hanapin X:

K \u003d x / (3 - x); x / (3 - x) \u003d 0.32; x=0.73 mol/l.

Kaya, ang equilibrium na konsentrasyon ng singaw ng tubig ay 0.73 mol/l, ang equilibrium concentration ng hydrogen ay 3 - 0.73 = 2.27 mol/l.

Halimbawa 6

Paano ito nakakaapekto sa ekwilibriyo ng reaksyon 2SO 2 +O 2 ⇄2SO 3; DH= -172.38 kJ:

1) pagtaas ng konsentrasyon SO2, 2) pagtaas ng presyon sa system,
3) sistema ng paglamig, 4) pagpapakilala ng isang katalista sa system?

Solusyon:

Alinsunod sa prinsipyo ng Le Chatelier, na may pagtaas ng konsentrasyon SO2 ang ekwilibriyo ay lilipat sa direksyon ng proseso na humahantong sa paggasta SO2, iyon ay, sa direksyon ng direktang reaksyon ng pagbuo KAYA 3.

Ang reaksyon ay may pagbabago sa numero nunal mga gaseous substance, kaya ang pagbabago sa pressure ay hahantong sa pagbabago ng equilibrium. Sa pagtaas ng presyur, ang ekwilibriyo ay lilipat patungo sa isang proseso na sumasalungat sa pagbabagong ito, iyon ay, bumababa sa bilang. nunal mga gas na sangkap, at, dahil dito, na may pagbaba sa presyon. Ayon sa equation ng reaksyon, ang numero nunal gaseous panimulang materyales ay tatlo, at ang bilang nunal Ang mga produkto ng direktang reaksyon ay katumbas ng dalawa. Samakatuwid, sa pagtaas ng presyon, ang ekwilibriyo ay lilipat patungo sa direktang reaksyon ng pagbuo KAYA 3.

kasi DH< 0, pagkatapos ang direktang reaksyon ay nagpapatuloy sa pagpapalabas ng init (exothermic reaction). Ang reverse reaction ay magpapatuloy sa pagsipsip ng init (endothermic reaction). Alinsunod sa prinsipyo ng Le Chatelier, ang paglamig ay magdudulot ng pagbabago sa ekwilibriyo sa direksyon ng reaksyon na napupunta sa pagpapalabas ng init, iyon ay, sa direksyon ng direktang reaksyon.

Ang pagpapakilala ng isang katalista sa sistema ay hindi nagiging sanhi ng pagbabago sa ekwilibriyong kemikal.

Halimbawa 7

Sa 10 0 C, ang reaksyon ay nagtatapos sa 95 s, at sa 20 0 C sa 60 s. Kalkulahin ang activation energy para sa reaksyong ito.

Solusyon:

Ang oras ng reaksyon ay inversely proportional sa bilis nito. Pagkatapos .

Ang relasyon sa pagitan ng pare-pareho ang rate ng reaksyon at ang enerhiya ng pag-activate ay tinutukoy ng Arrhenius equation:

= 1,58.

ln1.58 = ;

Sagot: 31.49 kJ / mol.

Halimbawa 8

Sa synthesis ng ammonia N 2 + 3H 2 2NH 3, ang equilibrium ay itinatag sa mga sumusunod na konsentrasyon ng mga reactant (mol / l):

Kalkulahin ang equilibrium constant ng reaksyong ito at ang mga unang konsentrasyon ng nitrogen at hydrogen.

Solusyon:

Tinutukoy namin ang equilibrium constant K C ng reaksyong ito:

K C= = (3,6) 2 / 2,5 (1,8) 3 = 0,89

Ang mga paunang konsentrasyon ng nitrogen at hydrogen ay matatagpuan sa batayan ng equation ng reaksyon. Ang pagbuo ng 2 mol ng NH 3 ay gumagamit ng 1 mol ng nitrogen, at ang pagbuo ng 3.6 mol ng ammonia ay nangangailangan ng 3.6 / 2 = 1.8 mol ng nitrogen. Dahil sa equilibrium na konsentrasyon ng nitrogen, nakita natin ang paunang konsentrasyon nito:

C ref (H 2) \u003d 2.5 + 1.8 \u003d 4.3 mol / l

Kinakailangan na gumastos ng 3 mol ng hydrogen upang bumuo ng 2 mol ng NH 3, at upang makakuha ng 3.6 mol ng ammonia, 3 ∙ 3.6: 2 \u003d 5.4 mol ay kinakailangan.

C ref (H 2) \u003d 1.8 + 5.4 \u003d 7.2 mol / l.

Kaya, nagsimula ang reaksyon sa mga konsentrasyon (mol/l): C(N 2) = 4.3 mol/l; C (H 2) \u003d 7.2 mol / l

Paksa 3 listahan ng gawain

1. Ang reaksyon ay nagpapatuloy ayon sa scheme 2A + 3B \u003d C. Ang konsentrasyon ng A ay bumaba ng 0.1 mol/L. Paano nagbago ang mga konsentrasyon ng mga sangkap B at C sa kasong ito?

2. Ang mga paunang konsentrasyon ng mga sangkap na kasangkot sa reaksyon CO + H 2 O \u003d CO 2 + H 2 ay pantay (mol / l, mula kaliwa hanggang kanan): 0.3; 0.4; 0.4; 0.05. Ano ang mga konsentrasyon ng lahat ng mga sangkap sa sandaling tumugon ang ½ ng unang konsentrasyon ng CO?

3. Ilang beses magbabago ang rate ng reaksyon na 2A + B C, kung ang konsentrasyon ng sangkap A ay nadagdagan ng 2 beses, at ang konsentrasyon ng sangkap B ay nabawasan ng 3?

4. Ilang oras pagkatapos ng simula ng reaksyon 3A + B Ang mga konsentrasyon ng 2C + D ng mga sangkap ay (mol/l, mula kaliwa hanggang kanan): 0.03; 0.01; 0.008. Ano ang mga unang konsentrasyon ng mga sangkap A at B?

5. Sa sistema ng CO + Cl 2 Ang konsentrasyon ng COCl 2 CO ay nadagdagan mula 0.03 hanggang 0.12 mol/l, at ang klorin mula 0.02 hanggang 0.06 mol/l. Gaano kalaki ang pagtaas ng rate ng pasulong na reaksyon?

6. Ilang beses dapat tumaas ang konsentrasyon ng substance B sa system 2A + B A 2 B, upang kapag ang konsentrasyon ng sangkap A ay bumaba ng 4 na beses, ang rate ng direktang reaksyon ay hindi nagbabago?

7. Ilang beses dapat tumaas ang konsentrasyon ng carbon monoxide (II) sa 2CO system CO 2 + C upang taasan ang rate ng reaksyon ng 100 beses? Paano magbabago ang rate ng reaksyon kapag ang presyon ay tumaas ng 5 beses?

8. Gaano katagal bago makumpleto ang reaksyon sa 18 0 С, kung sa 90 0 С ito ay nakumpleto sa loob ng 20 segundo, at ang koepisyent ng temperatura ng rate ng reaksyon γ = 3.2?

9. Sa 10 0 C, ang reaksyon ay nagtatapos sa 95 s, at sa 20 0 C sa 60 s. Kalkulahin ang activation energy.

10. Ilang beses tataas ang rate ng reaksyon sa pagtaas ng temperatura mula 30 0 hanggang 50 0 C, kung ang activation energy ay 125.5 kJ / mol?

11. Ano ang halaga ng activation energy ng isang reaksyon na ang rate sa 300 K ay 10 beses na mas malaki kaysa sa 280 K?

12. Ano ang activation energy ng reaksyon kung, habang tumataas ang temperatura mula 290 hanggang 300 K, dumoble ang rate nito?

13. Ang activation energy ng isang tiyak na reaksyon ay 100 kJ/mol. Ilang beses magbabago ang bilis ng reaksyon sa pagtaas ng temperatura mula 27 hanggang 37 0 C?

14. Ang mga paunang konsentrasyon ng mga sangkap na kasangkot sa reaksyon N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3 ay (mol / l, mula kaliwa hanggang kanan): 0.2; 0.3; 0. Ano ang mga konsentrasyon ng nitrogen at hydrogen sa sandaling ang konsentrasyon ng ammonia ay naging katumbas ng 0.1 mol/l.

15. Ilang beses magbabago ang rate ng reaksyon na 2A + B C, kung ang konsentrasyon ng sangkap A ay nadagdagan ng 3 beses, at ang konsentrasyon ng sangkap B ay nabawasan ng 2 beses?

16. Paunang konsentrasyon ng mga sangkap A at B sa reaksyon A + 2B Ang C ay 0.03 at 0.05 mol/l, ayon sa pagkakabanggit. Ang pare-pareho ang rate ng reaksyon ay 0.4. Hanapin ang unang rate ng reaksyon at ang rate pagkatapos ng ilang oras, kapag ang konsentrasyon ng substance A ay bumaba ng 0.01 mol/l.

17. Paano magbabago ang rate ng reaksyon ng 2NO + O 2 2NO 2 kung: a) taasan ang presyon sa sistema ng 3 beses; b) bawasan ang volume ng system ng 3 beses?

18. Ilang beses tataas ang rate ng isang reaksyon na nagpapatuloy sa 298 K kung ang activation energy nito ay mababawasan ng 4 kJ / mol?

19. Sa anong temperatura makukumpleto ang reaksyon sa loob ng 45 minuto, kung sa 293 K ay tumatagal ng 3 oras? Temperatura koepisyent ng reaksyon 3.2.

20. Ang activation energy ng reaksyon NO 2 = NO + 1/2O 2 ay 103.5 kJ/mol. Ang rate constant ng reaksyong ito sa 298K ay 2.03∙10 4 s -1 . Kalkulahin ang rate constant ng reaksyong ito sa 288 K.

21. Ang reaksyong CO + Cl 2 COCl 2 ay nagpapatuloy sa dami ng 10 litro. Ang komposisyon ng pinaghalong equilibrium: 14 g CO; 35.6 g Cl 2 at 49.5 g COCl 2 . Kalkulahin ang equilibrium constant ng reaksyon.

22. Hanapin ang equilibrium constant ng reaksyon N 2 O 4 2NO 2 kung ang paunang konsentrasyon ng N 2 O 4 ay 0.08 mol / l, at sa oras na maabot ang ekwilibriyo, 50% N 2 O 4 ay nahiwalay.

23. Ang equilibrium constant ng reaksyon A + B C + D ay katumbas ng isa. Paunang konsentrasyon [A] o \u003d 0.02 mol / l. Ilang porsyento ng A ang na-convert kung ang mga unang konsentrasyon ng B, C at D ay 0.02; 0.01 at 0.02 mol/l, ayon sa pagkakabanggit?

24. Para sa reaksyon H 2 + Br 2 2HBr sa isang tiyak na temperatura K=1. Tukuyin ang komposisyon ng pinaghalong equilibrium kung ang paunang timpla ay binubuo ng 3 mol H 2 at 2 mol bromine.

25. Pagkatapos paghaluin ang mga gas A at B sa sistema A + B C + D, ang ekwilibriyo ay itinatag sa mga sumusunod na konsentrasyon (mol / l): [B] = 0.05; [C] = 0.02. Ang equilibrium constant ng reaksyon ay 4∙10 3 . Hanapin ang mga unang konsentrasyon ng A at B.

26. Ang equilibrium constant ng reaksyon A + B C + D ay katumbas ng isa. Paunang konsentrasyon [A]=0.02 mol/l. Ilang porsyento ng A ang na-convert kung ang mga inisyal na konsentrasyon [B] ay 0.02; 0.1 at 0.2 mol/l?

27. Sa unang sandali ng reaksyon ng ammonia synthesis, ang mga konsentrasyon ay (mol/l): = 1.5; = 2.5; \u003d 0. Ano ang konsentrasyon ng nitrogen at hydrogen sa isang konsentrasyon ng ammonia na 0.15 mol / l?

28. Ang ekwilibriyo sa sistemang H 2 +I 2 2HI ay itinatag sa mga sumusunod na konsentrasyon (mol/l): =0.025; =0.005; =0.09. Tukuyin ang mga paunang konsentrasyon ng yodo at hydrogen kung walang reaksyong HI sa unang sandali.

29. Kapag ang pinaghalong carbon dioxide at hydrogen ay pinainit sa isang saradong sisidlan, ang isang ekwilibriyo ng CO 2 + H 2 CO + H 2 O ay naitatag. Ang equilibrium constant sa isang tiyak na temperatura ay 1. Ilang porsyento ng CO 2 ang gagawin magiging CO kung paghaluin mo ang 2 mol ng CO 2 at 1 mol H 2 sa parehong temperatura.

30. Ang equilibrium constant ng reaksyong FeO + CO Fe + CO 2 sa isang tiyak na temperatura ay 0.5. Hanapin ang equilibrium na konsentrasyon ng CO at CO 2 kung ang mga unang konsentrasyon ng mga sangkap na ito ay 0.05 at 0.01 mol/l, ayon sa pagkakabanggit.

Mga solusyon

Mga teoretikal na paliwanag

Ang konsentrasyon ng isang solusyon ay ang kamag-anak na nilalaman ng isang solute sa isang solusyon. Mayroong dalawang paraan upang ipahayag ang konsentrasyon ng mga solusyon - fractional at konsentrasyon.

paraan ng pagbabahagi

Mass fraction ng isang substance ω - isang walang sukat na halaga o ipinahayag bilang isang porsyento, na kinakalkula ng formula

%, (4.1.1)

saan m(in-va)- ang masa ng sangkap, G;

m(r-ra)- ang masa ng solusyon, G.

Fraction ng nunal χ

%, (4.1.2)

saan ν(in-va)- dami ng sangkap nunal;

v 1+v 2+ ... - ang kabuuan ng mga dami ng lahat ng mga sangkap sa solusyon, kabilang ang solvent, nunal.

Fraction ng volume φ - ang halaga ay walang sukat o ipinahayag bilang isang porsyento, na kinakalkula ng formula

%, (4.1.3)

saan V(in-va)- ang dami ng sangkap, l;

V(mga timpla)- ang dami ng pinaghalong, l.

paraan ng konsentrasyon

Konsentrasyon ng molar C M , mol/l, kinakalkula ng formula

, (4.1.4)

saan ν(in-va)- dami ng sangkap nunal;

V(r-ra)- ang dami ng solusyon, l.

Ang pagdadaglat na 0.1 M ay nangangahulugang 0.1 molar solution (konsentrasyon 0.1 mol/l).

Normal na konsentrasyon C N , mol/l, kinakalkula ng formula

o , (4.1.5)

saan ν(eq)- ang halaga ng katumbas na sangkap, nunal;

V(r-ra)- ang dami ng solusyon, l;

Z ay ang katumbas na bilang.

Pinaikling pagtatalaga 0.1n. nangangahulugang 0.1 normal na solusyon (konsentrasyon 0.1 mol eq./l).

Konsentrasyon ng molar C b , mol/kg, kinakalkula ng formula

(4.1.6)

saan ν(in-va)- dami ng sangkap nunal;

m (r-la) ay ang masa ng solvent, kg.

Titer T , g/ml, kinakalkula ng formula

(4.1.7)

saan m(in-va)- ang masa ng sangkap, G;

V(r-ra)- ang dami ng solusyon, ml.

Isaalang-alang natin ang mga katangian ng mga dilute na solusyon, na nakasalalay sa bilang ng mga particle ng solute at sa dami ng solvent, ngunit halos hindi nakasalalay sa likas na katangian ng mga natunaw na particle (colligative properties ) .

Ang mga katangiang ito ay kinabibilangan ng: isang pagbaba sa puspos na presyon ng singaw ng solvent sa ibabaw ng solusyon, isang pagtaas sa punto ng kumukulo, isang pagbawas sa punto ng pagyeyelo ng solusyon kumpara sa isang purong solvent, osmosis.

Osmosis- ito ay one-way diffusion ng mga substance mula sa mga solusyon sa pamamagitan ng isang semipermeable membrane na naghihiwalay sa solusyon at isang purong solvent o dalawang solusyon ng magkaibang konsentrasyon.

Sa isang solvent-solution system, ang mga solvent molecule ay maaaring lumipat sa partition sa magkabilang direksyon. Ngunit ang bilang ng mga solvent na molekula na dumadaan sa solusyon sa bawat yunit ng oras ay mas malaki kaysa sa bilang ng mga molekula na lumilipat mula sa solusyon patungo sa solvent. Bilang isang resulta, ang solvent ay pumapasok sa isang mas puro solusyon sa pamamagitan ng isang semi-permeable na lamad, diluting ito.

Ang presyon na dapat ilapat sa isang mas puro solusyon upang matigil ang daloy ng solvent dito ay tinatawag osmotic pressure .

Ang mga solusyon na may parehong osmotic pressure ay tinatawag isotonic .

Ang osmotic pressure ay kinakalkula gamit ang Van't Hoff formula

saan ν - dami ng sangkap nunal;

R- gas constant na katumbas ng 8.314 J/(mol K);

T ay ang ganap na temperatura, Upang;

V- ang dami ng solusyon, m 3;

MULA SA- konsentrasyon ng molar, mol/l.

Ayon sa batas ni Raoult, ang kamag-anak na pagbaba ng saturated vapor pressure sa solusyon ay katumbas ng mole fraction ng dissolved non-volatile substance:

(4.1.9)

Ang pagtaas sa punto ng kumukulo at pagbaba sa pagyeyelo ng mga solusyon kumpara sa isang purong solvent, bilang resulta ng batas ni Raoult, ay direktang proporsyonal sa molar na konsentrasyon ng solute:

(4.1.10)

saan ang pagbabago sa temperatura;

konsentrasyon ng molar, mol/kg;

Upang- koepisyent ng proporsyonalidad, sa kaso ng pagtaas ng punto ng kumukulo, ito ay tinatawag na ebullioscopic constant, at upang babaan ang freezing point, ito ay tinatawag na cryoscopic constant.

Ang mga pare-parehong ito, na kung saan ay naiiba sa numero para sa parehong solvent, ay nagpapakilala ng pagtaas sa kumukulo at pagbaba sa nagyeyelong punto ng isang solusyon sa one-molar, i.e. kapag natutunaw ang 1 mol ng non-volatile electrolyte sa 1 kg ng solvent. Samakatuwid, ang mga ito ay madalas na tinutukoy bilang ang pagtaas ng molar sa punto ng kumukulo at ang pagbaba sa pagyeyelo ng isang solusyon.

Ang cryoscopic at ebullioscopic constants ay hindi nakasalalay sa likas na katangian ng solute, ngunit nakasalalay sa likas na katangian ng solvent at nailalarawan sa pamamagitan ng dimensyon. .

Talahanayan 4.1.1 - Cryoscopic K K at ebullioscopic K E constants para sa ilang solvents

Cryoscopy at ebullioscopy- mga pamamaraan para sa pagtukoy ng ilang mga katangian ng mga sangkap, halimbawa, ang mga molekular na timbang ng mga natunaw na sangkap. Ginagawang posible ng mga pamamaraang ito na matukoy ang molekular na bigat ng mga sangkap na hindi naghihiwalay kapag natunaw sa pamamagitan ng pagpapababa ng punto ng pagyeyelo at sa pamamagitan ng pagtaas ng kumukulong punto ng mga solusyon ng isang kilalang konsentrasyon:

(4.1.11)

nasaan ang masa ng solute sa gramo;

Mass ng solvent sa gramo;

Molar mass ng solute in g/mol;

Ang 1000 ay ang conversion factor mula sa gramo ng solvent hanggang kilo.

Pagkatapos ang molar mass ng non-electrolyte ay tinutukoy ng formula

(4.1.12)

Solubility S nagpapakita kung gaano karaming gramo ng isang sangkap ang maaaring matunaw sa 100 g ng tubig sa isang naibigay na temperatura. Bilang isang patakaran, ang solubility ng mga solidong sangkap ay nagdaragdag sa pagtaas ng temperatura, habang para sa mga gas na sangkap ay bumababa ito.

Ang mga solid ay nailalarawan sa iba't ibang solubility. Kasama ng mga natutunaw na sangkap, mayroong bahagyang natutunaw at halos hindi matutunaw sa tubig. Gayunpaman, walang ganap na hindi malulutas na mga sangkap sa kalikasan.

Sa isang puspos na solusyon ng isang bahagyang natutunaw na electrolyte, isang heterogenous equilibrium ay itinatag sa pagitan ng precipitate at ng mga ion sa solusyon:

A m B n mA n + +nB m - .

latak puspos na solusyon

Sa isang puspos na solusyon, ang mga rate ng proseso ng paglusaw at pagkikristal ay pareho , at ang mga konsentrasyon ng mga ions sa itaas ng solid phase ay equilibrium sa isang naibigay na temperatura.

Ang equilibrium constant ng heterogenous na proseso na ito ay tinutukoy lamang ng produkto ng mga aktibidad ng mga ion sa solusyon at hindi nakasalalay sa aktibidad ng solidong sangkap. Nakuha niya ang pangalan produkto ng solubility PR .

(4.1.13)

Kaya, ang produkto ng mga aktibidad ng ion sa isang puspos na solusyon ng isang bahagyang natutunaw na electrolyte sa isang naibigay na temperatura ay isang pare-parehong halaga.

Kung ang electrolyte ay may napakababang solubility, kung gayon ang konsentrasyon ng mga ions sa solusyon nito ay bale-wala. Sa kasong ito, ang interionic na pakikipag-ugnayan ay maaaring mapabayaan at ang mga konsentrasyon ng ion ay maaaring ituring na katumbas ng kanilang mga aktibidad. Pagkatapos ang produkto ng solubility ay maaaring ipahayag sa mga tuntunin ng equilibrium molar concentrations ng mga electrolyte ions:

. (4.1.14)

Ang produkto ng solubility, tulad ng anumang equilibrium constant, ay nakasalalay sa likas na katangian ng electrolyte at sa temperatura, ngunit hindi nakasalalay sa konsentrasyon ng mga ion sa solusyon.

Sa pagtaas ng konsentrasyon ng isa sa mga ions sa isang puspos na solusyon ng isang bahagyang natutunaw na electrolyte, halimbawa, bilang isang resulta ng pagpapakilala ng isa pang electrolyte na naglalaman ng parehong ion, ang produkto ng mga konsentrasyon ng ion ay nagiging mas malaki kaysa sa halaga ng ang produkto ng solubility. Sa kasong ito, ang equilibrium sa pagitan ng solid phase at ang solusyon ay inililipat patungo sa pagbuo ng isang precipitate. Ang isang precipitate ay mabubuo hanggang sa isang bagong ekwilibriyo ay maitatag, kung saan ang kondisyon (4.1.14) ay muling nasiyahan, ngunit sa iba't ibang mga ratio ng mga konsentrasyon ng ion. Sa pagtaas ng konsentrasyon ng isa sa mga ions sa isang puspos na solusyon sa itaas ng solid phase, bumababa ang konsentrasyon ng iba pang ion upang ang produkto ng solubility ay mananatiling pare-pareho sa ilalim ng hindi nagbabagong mga kondisyon.

Kaya, ang kondisyon para sa pag-ulan ay:

. (4.1.15)

Kung ang konsentrasyon ng alinman sa mga ion nito ay nabawasan sa isang puspos na solusyon ng isang bahagyang natutunaw na electrolyte, kung gayon ETC ang produkto ng mga konsentrasyon ng ion ay nagiging mas malaki. Ang ekwilibriyo ay lilipat patungo sa paglusaw ng precipitate. Ang paglusaw ay magpapatuloy hanggang sa kondisyon (4.1.14) ay masiyahan muli.

Ang reaksyon ay proporsyonal sa produkto ng mga konsentrasyon ng mga panimulang sangkap sa mga kapangyarihan na katumbas ng kanilang mga stoichiometric coefficient.

O \u003d K-s [A] t. c [B] p, kung saan ang c [A] at c [B] ay ang mga molar na konsentrasyon ng mga sangkap A at B, K ay ang koepisyent ng proporsyonalidad, na tinatawag na pare-pareho ang rate ng reaksyon.

Epekto sa temperatura

Ang pag-asa ng rate ng reaksyon sa temperatura ay tinutukoy ng panuntunan ng van't Hoff, ayon sa kung saan, sa pagtaas ng temperatura para sa bawat 10 ° C, ang rate ng karamihan sa mga reaksyon ay tumataas ng 2-4 na beses. Sa matematika, ang pag-asa na ito ay ipinahayag ng kaugnayan:

kung saan at i)t, i>t ay ang mga rate ng reaksyon sa inisyal (t:) at panghuling (t2) na temperatura, ayon sa pagkakabanggit, at y ang koepisyent ng temperatura ng rate ng reaksyon, na nagpapakita kung gaano karaming beses tumataas ang rate ng reaksyon kasama ng isang pagtaas sa temperatura ng mga reactant ng 10 °C.

Halimbawa 1. Sumulat ng expression para sa dependence ng rate ng isang kemikal na reaksyon sa konsentrasyon ng mga reactant para sa mga proseso:

a) H2 4-J2 -» 2HJ (sa bahagi ng gas);

b) Ba2+ 4-SO2-= BaSO4 (sa solusyon);

c) CaO 4 - CO2 -» CaCO3 (na may partisipasyon ng solid

mga sangkap).

Solusyon. v = K-c(H2)c(J2); v = K-c(Ba2+)-c(S02); v = Kc(C02).

Halimbawa 2. Paano magbabago ang rate ng reaksyon 2A + B2 ^ ± 2AB, na direktang nagpapatuloy sa pagitan ng mga molekula sa isang saradong sisidlan kung ang presyon ay tataas ng 4 na beses?

Ayon sa batas ng pagkilos ng mga molekula, ang rate ng isang kemikal na reaksyon ay direktang proporsyonal sa produkto ng mga molar na konsentrasyon ng mga reactant: v = K-c[A]m.c[B]n. Sa pamamagitan ng pagtaas ng presyon sa sisidlan, sa gayon ay pinapataas natin ang konsentrasyon ng mga reactant.

Hayaang ang mga unang konsentrasyon ng A at B ay c[A] = a, c[B] = b. Pagkatapos = Ka2b. Dahil sa pagtaas ng presyon ng 4 na beses, ang konsentrasyon ng bawat isa sa mga reagents ay tumaas din ng 4 na beses at bakal c[A] = 4a, c[B] = 4b.

Sa mga konsentrasyong ito:

vt = K(4a)2-4b = K64a2b.

Ang halaga ng K ay pareho sa parehong mga kaso. Ang rate constant para sa isang reaksyon ay isang pare-parehong halaga, ayon sa bilang na katumbas ng rate ng reaksyon sa mga molar na konsentrasyon ng mga reactant na katumbas ng 1. Ang paghahambing ng v at vl9, makikita natin na ang rate ng reaksyon ay tumaas ng 64 na beses.

Halimbawa 3. Ilang beses tataas ang rate ng isang kemikal na reaksyon kapag ang temperatura ay tumaas mula 0 ° C hanggang 50 ° C, kung ipagpalagay na ang temperatura coefficient ng rate ay katumbas ng tatlo?

Ang bilis ng isang kemikal na reaksyon ay depende sa temperatura kung saan ito nangyayari. Sa pagtaas ng temperatura ng 10 ° C, ang rate ng reaksyon ay tataas ng 2-4 na beses. Sa kaso ng pagbaba ng temperatura, bumababa ito ng parehong halaga. Ang bilang na nagpapakita kung gaano karaming beses ang pagtaas ng rate ng reaksyon sa pagtaas ng temperatura ng 10 ° C ay tinatawag na koepisyent ng temperatura ng reaksyon.

Sa mathematical form, ang pag-asa ng pagbabago sa rate ng reaksyon sa temperatura ay ipinahayag ng equation:

Ang temperatura ay tumataas ng 50 °C, at y=3. Palitan ang mga halagang ito

^5o°c = ^o°c "3u = "00oC? 3=v0oC? 243 . Ang bilis ay tumataas ng 243 beses.

Halimbawa 4. Ang reaksyon sa temperatura na 50 ° C ay tumatagal ng 3 min 20 s. Ang koepisyent ng temperatura ng rate ng reaksyon ay 3. Gaano katagal bago matapos ang reaksyong ito sa 30 at 100 °C?

Sa pagtaas ng temperatura mula 50 hanggang 100 ° C, tumataas ang rate ng reaksyon alinsunod sa panuntunan ng van't Hoffe sa mga sumusunod na bilang ng beses:

H _ 10 "O 10 - Q3

Y yu \u003d 3 yu \u003d s * \u003d 243 beses.

Kung sa 50°C ang reaksyon ay nagtatapos sa 200 s (3 min 20 s), pagkatapos ay sa 100°C ito ay magtatapos sa 200/

243 = 0.82 s. Sa 30 ° C, bumababa ang rate ng reaksyon

ay natahi 3 10 = Z2 = 9 beses at ang reaksyon ay magtatapos sa 200 * 9 = 1800 s, i.e. pagkatapos ng 30 min.

Halimbawa 5. Ang mga unang konsentrasyon ng nitrogen at hydrogen, ayon sa pagkakabanggit, ay 2 at 3 * mol/l. Ano ang magiging konsentrasyon ng mga sangkap na ito sa sandaling nag-react ang 0.5 mol/l ng nitrogen?

Isulat natin ang equation ng reaksyon:

N2 + 3H2 2NH3, ang mga coefficient ay nagpapakita na ang nitrogen ay tumutugon sa hydrogen sa isang molar ratio na 1:3. Batay dito, ginagawa namin ang ratio:

Ang 1 mole ng nitrogen ay tumutugon sa 3 moles ng hydrogen.

Ang 0.5 mole ng nitrogen ay tumutugon sa x mole ng hydrogen.

Saan - = - ; x \u003d - - \u003d 1.5 mol.

1.5 mol/l (2 - 0.5) ng nitrogen at 1.5 mol/l (3 - 1.5) ng hydrogen ay hindi nag-react.

Halimbawa 6. Ilang beses tataas ang rate ng isang kemikal na reaksyon kapag nagbanggaan ang isang molekula ng substance A at dalawang molekula ng substance B:

A (2) + 2B - "C (2) + D (2), na may pagtaas sa konsentrasyon ng substance B ng 3 beses?

Isulat natin ang expression para sa pag-asa ng rate ng reaksyong ito sa konsentrasyon ng mga sangkap:

v = K-c(A)-c2(B),

kung saan ang K ay ang rate constant.

Kunin natin ang mga unang konsentrasyon ng mga sangkap c(A) = a mol/l, c(B) = b mol/l. Sa mga konsentrasyong ito, ang rate ng reaksyon ay u1 = Kab2. Sa pagtaas ng konsentrasyon ng substance B sa pamamagitan ng isang factor na 3, c(B) = 3b mol/l. Ang rate ng reaksyon ay magiging katumbas ng v2 = Ka(3b)2 = 9Kab2.

Pagtaas ng bilis v2: ur = 9Kab2: Kab2 = 9.

Halimbawa 7. Ang nitric oxide at chlorine ay nakikipag-ugnayan ayon sa equation ng reaksyon: 2NO + C12 2NOC1.

Ilang beses mo kailangang dagdagan ang presyon ng bawat papalabas

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.

Ang mga sumusunod na salik ay nakakaimpluwensya sa bilis ng isang kemikal na reaksyon:

• ang likas na katangian ng mga reactant;
• konsentrasyon ng mga reactant;
• contact surface ng reactants (sa heterogenous reactions);
• temperatura;
• ang pagkilos ng mga catalyst.

Teorya ng aktibong banggaan nagbibigay-daan sa pagpapaliwanag ng impluwensya ng ilang salik sa bilis ng isang kemikal na reaksyon. Ang mga pangunahing probisyon ng teoryang ito:

• Nagaganap ang mga reaksyon kapag nagbanggaan ang mga particle ng mga reactant na may tiyak na enerhiya.
• Ang mas maraming reagent particle, mas malapit sila sa isa't isa, mas malamang na sila ay magbanggaan at mag-react.
• Ang mga epektibong banggaan lamang ang humahantong sa reaksyon, i.e. yaong kung saan ang "mga lumang ugnayan" ay nawasak o humina at samakatuwid ay maaaring mabuo ang mga "bago". Upang gawin ito, ang mga particle ay dapat magkaroon ng sapat na enerhiya.
• Ang pinakamababang labis na enerhiya na kinakailangan para sa mahusay na banggaan ng mga reactant particle ay tinatawag activation energy Ea.
• Ang aktibidad ng mga kemikal ay ipinapakita sa mababang activation energy ng mga reaksyong kinasasangkutan ng mga ito. Mas mababa ang activation energy, mas mataas ang reaction rate. Halimbawa, sa mga reaksyon sa pagitan ng mga cation at anion, ang enerhiya ng pag-activate ay napakababa, kaya ang mga naturang reaksyon ay nagpapatuloy halos kaagad.

Impluwensya ng konsentrasyon ng mga reactant sa rate ng reaksyon

Habang tumataas ang konsentrasyon ng mga reactant, tumataas ang rate ng reaksyon. Upang makapasok sa isang reaksyon, ang dalawang particle ng kemikal ay dapat lumapit sa isa't isa, kaya ang rate ng reaksyon ay nakasalalay sa bilang ng mga banggaan sa pagitan nila. Ang pagtaas sa bilang ng mga particle sa isang naibigay na volume ay humahantong sa mas madalas na banggaan at sa pagtaas ng rate ng reaksyon.

Ang pagtaas sa presyur o pagbaba sa volume na inookupahan ng halo ay hahantong sa pagtaas ng rate ng reaksyon na nagaganap sa gas phase.

Sa batayan ng pang-eksperimentong data noong 1867, ang mga siyentipikong Norwegian na sina K. Guldberg at P Vaage, at nang nakapag-iisa sa kanila noong 1865, ang Russian scientist na si N.I. Binumula ni Beketov ang pangunahing batas ng kinetika ng kemikal, na nagtatatag pag-asa ng rate ng reaksyon sa mga konsentrasyon ng mga tumutugon na sangkap -

Batas ng mass action (LMA):

Ang rate ng isang kemikal na reaksyon ay proporsyonal sa produkto ng mga konsentrasyon ng mga reactant, na kinuha sa mga kapangyarihan na katumbas ng kanilang mga coefficient sa equation ng reaksyon. ("acting mass" ay isang kasingkahulugan para sa modernong konsepto ng "konsentrasyon")

aA +bB =cC +DD, saan k ay pare-pareho ang rate ng reaksyon

Ang ZDM ay ginagawa lamang para sa elementarya na mga reaksiyong kemikal na nagaganap sa isang yugto. Kung ang reaksyon ay nagpapatuloy nang sunud-sunod sa maraming yugto, ang kabuuang rate ng buong proseso ay tinutukoy ng pinakamabagal na bahagi nito.

Mga expression para sa mga rate ng iba't ibang uri ng mga reaksyon

Ang ZDM ay tumutukoy sa mga homogenous na reaksyon. Kung ang reaksyon ay heterogenous (ang mga reagents ay nasa iba't ibang mga estado ng pagsasama-sama), kung gayon ang likido o mga gas na reagents lamang ang pumapasok sa equation ng MDM, at ang mga solid ay hindi kasama, na nakakaapekto lamang sa rate constant k.

Molekularidad ng reaksyon ay ang pinakamababang bilang ng mga molekula na kasangkot sa isang elementarya na proseso ng kemikal. Sa pamamagitan ng molecularity, ang elementarya na kemikal na reaksyon ay nahahati sa molekular (A →) at bimolecular (A + B →); Ang mga trimolecular na reaksyon ay napakabihirang.

Rate ng mga heterogenous na reaksyon

• Depende sa ibabaw na lugar ng contact ng mga sangkap, ibig sabihin. sa antas ng paggiling ng mga sangkap, ang pagkakumpleto ng paghahalo ng mga reagents.
• Ang isang halimbawa ay ang pagsunog ng kahoy. Ang isang buong log ay mabagal na nasusunog sa hangin. Kung dagdagan mo ang ibabaw ng pakikipag-ugnay ng kahoy na may hangin, paghahati ng log sa mga chips, ang rate ng pagkasunog ay tataas.
• Ang pyrophoric iron ay ibinubuhos sa isang sheet ng filter na papel. Sa panahon ng taglagas, ang mga particle ng bakal ay nagiging mainit at nagliliyab sa papel.

Ang epekto ng temperatura sa rate ng reaksyon

Noong ika-19 na siglo, natuklasan ng Dutch scientist na si Van't Hoff na kapag tumaas ang temperatura ng 10 ° C, ang mga rate ng maraming reaksyon ay tumataas ng 2-4 na beses.

Ang panuntunan ni Van't Hoff

Para sa bawat 10 ◦ C pagtaas ng temperatura, ang rate ng reaksyon ay tumataas ng isang factor na 2–4.

Dito γ (Griyego na titik na "gamma") - ang tinatawag na koepisyent ng temperatura o koepisyent ng van't Hoff, ay kumukuha ng mga halaga mula 2 hanggang 4.

Para sa bawat tiyak na reaksyon, ang koepisyent ng temperatura ay tinutukoy nang empirically. Ito ay eksaktong nagpapakita kung gaano karaming beses ang rate ng isang ibinigay na kemikal na reaksyon (at ang rate nito pare-pareho) ay tumataas sa bawat 10 degrees na pagtaas ng temperatura.

Ang panuntunan ng van't Hoff ay ginagamit upang tantiyahin ang pagbabago sa rate constant ng isang reaksyon na may pagtaas o pagbaba ng temperatura. Ang isang mas tumpak na ugnayan sa pagitan ng rate constant at temperatura ay itinatag ng Swedish chemist na si Svante Arrhenius:

Paano higit pa E isang tiyak na reaksyon, ang mas mababa(sa isang naibigay na temperatura) ang magiging rate constant k (at ang rate) ng reaksyong ito. Ang pagtaas sa T ay humahantong sa isang pagtaas sa pare-pareho ang rate, ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na ang isang pagtaas sa temperatura ay humahantong sa isang mabilis na pagtaas sa bilang ng mga "energetic" molecule na may kakayahang pagtagumpayan ang activation barrier E a .

Impluwensya ng isang katalista sa rate ng reaksyon

Posibleng baguhin ang rate ng reaksyon sa pamamagitan ng paggamit ng mga espesyal na sangkap na nagbabago sa mekanismo ng reaksyon at idirekta ito sa isang mas energetically mas kanais-nais na landas na may mas mababang activation energy.

Mga katalista- Ito ay mga sangkap na lumalahok sa isang kemikal na reaksyon at nagpapataas ng bilis nito, ngunit sa dulo ng reaksyon ay nananatiling hindi nagbabago sa qualitatively at quantitatively.

Inhibitor- Mga sangkap na nagpapabagal sa mga reaksiyong kemikal.

Ang pagbabago ng rate ng isang kemikal na reaksyon o direksyon nito sa tulong ng isang katalista ay tinatawag catalysis .