Скорость химической реакции. Механизм реакцииВозможность протекания реакции определяется энергетическим и энтропийным факторами. Если реакция возможна, она может протекать быстро (иногда даже слишком быстро - со взрывом) или медленно (иногда даже так медленно, что мы ее не замечаем). Но в любом случае мы можем говорить о скорости химической реакции. Как скорость тела характеризует быстроту перемещения этого тела, так и скорость реакции характеризует интенсивность реакции, показывая, сколько частиц прореагировало в единицу времени в единице объема реактора. Для удобства вместо числа частиц берут количество вещества, а отношение количества вещества к объему системы - это концентрация данного вещества.
Скорость химической реакции рассчитывается с учетом коэффициента перед формулой данного вещества в уравнении реакции (b Б). где v - скорость химической реакции, с Б = с 2(Б) - с 1(Б) - изменение концентрации вещества Б (c 1 - начальное значение, c 2 - конечное значение концентрации), t = t 2 - t 1 - промежуток времени(t 1 - начальное значение, t 2 - конечное значение времени). [ v ] = моль/(л.с). Задача В реакции Н2 + I2 = 2HI концентрация водорода изменилась с 0,1 моль/л до 0,05 моль/л за 2 секунды. Определите скорость реакции. Решение
Ответ: v = 0,025 моль/(л.с). Задача В реакции 2СО + О2 = 2СО2 при определенных условиях скорость равна 0,5 моль/(лЧ с). В некоторый момент времени с 1(СО2) = 2 моль/л. Какова будет концентрация диоксида углерода через три секунды? Решение
Ответ: с 2(СО2) = 5 моль/л. Если реагирующие вещества газообразны, то продукты реакции могут получиться только при столкновении молекул исходных веществ. Чем больше таких соударений, тем быстрее идет реакция. Число столкновений пропорционально концентрациям исходных веществ. Следовательно, скорость реакции А + Б = Д (все вещества газообразны) будет выражаться уравнением (закон действующих масс для скорости реакции): v = kc A c Б где k - константа скорости реакции, а с А и с Б - концентрации веществ А и Б. , или, где v 1 - скорость реакции при температуре T 1, v 2 - скорость реакции при температуре T 2, а g - так называемый температурный коэффициент реакции, который для разных реакций разный, но обычно принимает значения от 2 до 4. И в газах, и в жидкостях одновременно могут сталкиваться только две частицы (рис. 9.4 а). Тройное соударение крайне маловероятно (рис 9.4 б).
Поэтому большинство реакций, выражающихся иногда очень сложными уравнениями, протекает в несколько стадий, для осуществления каждой из которых необходимы только двойные соударения. Если экспериментально удается выяснить, из каких стадий складывается та или иная реакция, то говорят, что для этой реакции известен ее механизм.
Например, механизм реакции 4HBr + O2 = 2H2O + 2Br2, протекающей в газовой фазе при температуре около 500 ° С, включает три стадии: H2(г) + Cl2(г) = 2HCl(г) сложная, протекающая в несколько стадий по цепному механизму: Скорости реакций, протекающих в жидких растворах, от давления практически не зависят.
|