Скорость химических реакций

Скорость  химических реакций. 

 

Подготовила: Шулова Виктория

• Раздел химии, изучающий скорость химической реакции, называется химической кинетикой.

Гетерогенные реакции

 

• Это реакции идущие между веществами в неоднородной среде. Например, на поверхности соприкосновения твердого вещества и жидкости, газа и жидкости и т.д.

Гомогенные реакции

 

• Это реакции протекающие в однородной среде(нет поверхности раздела реагирующих веществ). Например в смеси газов или в растворах.

Скорость реакции определяется изменением количества вещества в единицу времени.

 

В единице V (для гомогенной)	На единице поверхности соприкосновения веществ S (для гетерогенной)
	n - изменение количества   вещества (моль);  t– интервал времени (с, мин)

 

 - изменение молярной концентрации;

Факторы, влияющие на скорость химической реакции

 

• природа реагирующих веществ;
• концентрация реагирующих веществ
• поверхность соприкосновения реагирующих веществ (в гетерогенных реакциях).
• температура;
• действие катализаторов.

1. Природа реагирующих веществ.

 

• Под природой реагирующих веществ понимают их состав, строение, взаимное влияние атомов в неорганических и органических веществах.

Изучаемый фактор	Используемые вещества	вывод
Природа реагирующих веществ	HCl        укс. кислота +Zn                      +Zn   V1    >   V2	Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем  быстрее идет эта реакция.

2. Концентрации реагирующих веществ.

 

• На основе большого экспериментального материала в 1867 г. норвежские учёные К. Гульдберг, и П Вааге и независимо от них в 1865 г. русский учёный Н.И. Бекетов сформулировали основной закон химической кинетики, устанавливающий зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ.

Изучаемый фактор	Используемые вещества	вывод
Концентрация реагирующих веществ	НCl 10%       HCl 20% +Zn                +Zn v1     <       v2	Чем больше концентрация реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции. Реакции между ионами протекают мгновенно

3.Поверхность  соприкосновения реагирующих веществ.

 

• Скорость реакции увеличивается благодаря:

  -увеличению площади поверхности соприкосновения реагентов (измельчение);

  -повышению реакционной способности частиц на поверхности образующихся при измельчении микрокристаллов;

  -непрерывному подводу реагентов и хорошему отводу продуктов с поверхности, где идёт реакция.

• Фактор связан с гетерогенными реакциями, которые протекают на поверхности соприкосновения реагирующих веществ: газ - твердое вещество, газ - жидкость, жидкость - твердое вещество, жидкость - другая жидкость, твердое вещество - другое твердое вещество, при условии, что они не растворимы друг в друге.

Изучаемый фактор	Используемые вещества	вывод
Площадь соприкосновения реагирующих веществ	Fe (порошок)   Fe (кнопка) + НCl             + НCl V1    >   V2	Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции.

4. Температура

 

• При увеличении температуры на каждые 10° С общее число столкновений увеличивается только на ~ 1,6 %, а скорость реакции увеличивается в 2-4 раза (на 100-300%).

 

• Число, показывающее, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 10° С, называют температурным коэффициентом.

    

 

    

Изучаемый фактор	Используемые вещества	вывод
Температура	Al                         Al + НCl             + НCl +t V1    >   V2	При нагревании скорость химической реакции повышается.

5. Действие  катализатора

 

•     Можно изменить скорость реакции, используя специальные вещества, которые изменяют механизм реакции и направляют ее по энергетически более выгодному пути с меньшей энергией активации. 
• Катализаторы – это вещества, участвующие в химической реакции и увеличивающие ее скорость, но по окончании реакции остающиеся неизменными  качественно и количественно.
• Ингибиторы – вещества, замедляющие химические реакции.
•        Изменение скорости химической реакции или ее направления с помощью катализатора называют катализом.
•      

Различают два вида катализа:

 

• Гомогенный катализ, при котором и катализатор, и реагирующие вещества находятся в одном агрегатном состоянии (фазе).
• Например, ферментативно-каталитические реакции в клетках организма проходят в водном растворе.
• Гетерогенный катализ, при котором катализатор и реагирующие вещества находятся в разных фазах.
• Например, разложение пероксида водорода в присутствии твердого катализатора оксида марганца(IV):

             MnO₂(т)

2H₂O₂(ж)    2H₂O(ж) + O₂↑(г)

Изучаемый фактор	Используемые вещества	вывод
Присутствие некоторых веществ	H2O2             H2O2 +MnO2 V1    >   V2	Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции.

Выводы  по теме:  
«Скорость химических реакций»

 

• Химические реакции протекают с различными скоростями. Величина скорости реакции зависит от объёма в гомогенной системе и от площади соприкосновения реагентов – в гетерогенной.
• На пути всех частиц, вступающих в химическую реакцию, имеется энергетический барьер, равный энергии активации Eа.
• Скорость реакции зависит от факторов:

     - природа реагирующих веществ;

     - температура;

     - концентрация реагирующих веществ;

     - действие катализаторов;

     - поверхность соприкосновения реагирующих  веществ (в гетерогенных реакциях).