Kimyoviy reaksiya formulasining konsentratsiya orqali tezligi. Reaktsiya tezligi, uning turli omillarga bog'liqligi

13.10.2019

7.1. Gomogen va geterogen reaksiyalar

Kimyoviy moddalar har xil agregatsiya holatida bo'lishi mumkin, shu bilan birga ularning kimyoviy xossalari har xil holatda bir xil, ammo faolligi har xil (bu oxirgi ma'ruzada kimyoviy reaksiyaning issiqlik effekti misolida ko'rsatilgan).

Keling, ikkita A va B moddalar mavjud bo'lishi mumkin bo'lgan agregatsiya holatlarining turli kombinatsiyalarini ko'rib chiqaylik.

A (g.), B (g.)

A (TV), B (TV)

A (w.), B (televizor)

aralashtirmoq

A(televizor), B(g.)

A (f.), B (g.)

aralashtirmoq

(yechim)

heterojen

bir hil

heterojen

bir hil

Hg(l) + HNO3

H2O + D2O

Fe + O2

H2S + H2SO4

CO+O2

Faza - kimyoviy tizimning barcha xususiyatlari doimiy (bir xil) yoki nuqtadan nuqtaga doimiy ravishda o'zgarib turadigan hudud. Qattiq jismlarning har biri alohida faza bo'lib, eritma va gaz fazalari ham mavjud.

Bir hil deb ataladi kimyoviy tizim, unda barcha moddalar bir fazada (eritma yoki gazda). Agar bir necha bosqichlar mavjud bo'lsa, u holda tizim chaqiriladi

heterojen.

Mos ravishda kimyoviy reaksiya reaktivlar bir xil fazada bo'lsa, bir jinsli deb ataladi. Agar reaktivlar turli fazalarda bo'lsa, u holda kimyoviy reaksiya heterojen deb ataladi.

Kimyoviy reaksiya sodir bo'lishi uchun reagentlarning aloqasi zarur bo'lganligi sababli, bir hil reaktsiya eritmaning yoki reaksiya idishining butun hajmida bir vaqtning o'zida sodir bo'lishini tushunish qiyin emas, heterojen reaktsiya esa fazalar orasidagi tor chegarada sodir bo'ladi. interfeys. Shunday qilib, sof nazariy jihatdan bir jinsli reaktsiya geterogenga qaraganda tezroq sodir bo'ladi.

Shunday qilib, biz kontseptsiyaga kelamiz kimyoviy reaksiya tezligi.

Kimyoviy reaksiya tezligi. Ommaviy harakatlar qonuni. Kimyoviy muvozanat.

7.2. Kimyoviy reaksiya tezligi

Kimyoviy reaksiyalarning tezligi va mexanizmlarini o'rganadigan kimyo bo'limi fizik kimyoning bir bo'limi bo'lib, deyiladi. kimyoviy kinetika.

Kimyoviy reaksiya tezligi- reaksiyaga kirishuvchi tizimning birlik hajmiga (bir hil reaksiya uchun) yoki birlik sirt maydoniga (geterojen reaktsiya uchun) moddaning vaqt birligidagi miqdorining o'zgarishi.

Shunday qilib, agar hajm	yoki hudud	interfeyslar
o'zgarmasa, kimyoviy reaktsiyalar tezligini ifodalash quyidagi shaklga ega bo'ladi:


hom o

Moddaning miqdori o'zgarishining tizim hajmiga nisbati ma'lum moddaning konsentratsiyasining o'zgarishi sifatida talqin qilinishi mumkin.

E'tibor bering, reagentlar uchun kimyoviy reaksiya tezligining ifodasi minus belgisi bilan yoziladi, chunki reagentlarning konsentratsiyasi pasayadi va kimyoviy reaksiya tezligi aslida ijobiy qiymatdir.

Keyingi xulosalar kimyoviy reaktsiyani bir nechta zarrachalarning o'zaro ta'sirining natijasi deb hisoblaydigan oddiy fizik mulohazalarga asoslanadi.

Elementar (yoki oddiy) - bir bosqichda sodir bo'ladigan kimyoviy reaktsiya. Agar bir necha bosqichlar mavjud bo'lsa, unda bunday reaktsiyalar murakkab yoki kompozit yoki yalpi reaktsiyalar deb ataladi.

1867 yilda kimyoviy reaksiya tezligini tavsiflash taklif qilindi ommaviy harakatlar qonuni: elementar kimyoviy reaksiya tezligi reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentrasiyalariga stexiometrik koeffitsientlar darajasida proportsionaldir.n A +m B P,

A, B - reaktivlar, P - mahsulotlar, n, m - koeffitsientlar.

W =k n m

K koeffitsienti kimyoviy reaksiya tezligi konstantasi deb ataladi,

o'zaro ta'sir qiluvchi zarralarning tabiatini tavsiflaydi va zarrachalar konsentratsiyasiga bog'liq emas.

Kimyoviy reaksiya tezligi. Ommaviy harakatlar qonuni. Kimyoviy muvozanat. n va m miqdorlar deyiladi modda bo'yicha reaktsiya tartibi A va B mos ravishda, va

ularning yig'indisi (n + m) - reaktsiya tartibi.

Elementar reaksiyalar uchun reaksiya tartibi 1, 2 va 3 bo'lishi mumkin.

1-tartibga ega elementar reaksiyalar ishtirok etgan molekulalar soniga qarab monomolekulyar, 2-tartibli - bimolekulyar, 3-tartibli - trimolekulyar deb ataladi. Uchinchi tartibdan yuqori elementar reaktsiyalar noma'lum - hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, to'rtta molekulaning bir vaqtning o'zida bir nuqtada uchrashishi juda aql bovar qilmaydigan hodisadir.

Murakkab reaksiya elementar reaksiyalarning maʼlum ketma-ketligidan iborat boʻlganligi uchun uning tezligini reaksiyaning alohida bosqichlari tezligi bilan ifodalash mumkin. Shuning uchun murakkab reaktsiyalar uchun tartib har qanday bo'lishi mumkin, shu jumladan kasr yoki nolga teng (reaksiyaning nol tartibi reaksiya doimiy tezlikda sodir bo'lishini va reaksiyaga kirishuvchi zarrachalar konsentratsiyasiga bog'liq emasligini ko'rsatadi W = k).

Murakkab jarayonning eng sekin bosqichi odatda tezlikni cheklash bosqichi deb ataladi.

Tasavvur qiling-a, ko'p miqdordagi molekulalar bepul kinoteatrga bordi, lekin kirish joyida har bir molekulaning yoshini tekshiradigan inspektor bor edi. Shuning uchun, materiya oqimi kinoteatr eshiklariga kiradi va molekulalar bir vaqtning o'zida kino zaliga kiradi, ya'ni. Juda sekin.

Elementar birinchi tartibli reaksiyalarga termal yoki radioaktiv parchalanish jarayonlari misol bo'la oladi; shunga ko'ra tezlik konstantasi k yoki kimyoviy bog'lanishning uzilish ehtimolini yoki vaqt birligida parchalanish ehtimolini tavsiflaydi.

Elementar ikkinchi darajali reaktsiyalarning ko'plab misollari mavjud - bu biz uchun eng tanish reaktsiya usuli - A zarrasi B zarrasi bilan to'qnashdi, qandaydir transformatsiya sodir bo'ldi va u erda nimadir sodir bo'ldi (esda tutingki, mahsulotlar nazariy jihatdan hech narsaga ta'sir qilmaydi. - barcha e'tibor faqat reaksiyaga kirishuvchi zarralarga beriladi).

Aksincha, bir nechta elementar uchinchi darajali reaktsiyalar mavjud, chunki uchta zarrachaning bir vaqtning o'zida uchrashishi juda kam uchraydi.

Misol tariqasida kimyoviy kinetikaning bashoratli kuchini ko'rib chiqamiz.

Kimyoviy reaksiya tezligi. Ommaviy harakatlar qonuni. Kimyoviy muvozanat.

Birinchi tartibli kinetik tenglama

(tasviriy qo'shimcha material)

Tezlik konstantasi k ga, A moddaning dastlabki konsentratsiyasi [A]0 ga teng bo'lgan bir jinsli birinchi tartibli reaksiyani ko'rib chiqamiz.

Ta'rifga ko'ra, bir hil kimyoviy reaksiya tezligi tengdir

K[A]

vaqt birligidagi konsentratsiyaning o'zgarishi. Bir marta A moddasi -

reaktiv, minus belgisini qo'ying.

Bunday tenglama differentsial deb ataladi (mavjud

hosila)

[A]

Uni hal qilish uchun biz miqdorlarni chap tomonga o'tkazamiz

kontsentratsiyalar va o'ng tomonda - vaqt.

Agar ikkita funktsiyaning hosilalari teng bo'lsa, u holda funktsiyalarning o'zi

doimiydan ko'p bo'lmagan farq qilishi kerak.

Ushbu tenglamani yechish uchun chap tomonning integralini oling (yuqorida

konsentratsiya) va o'ng tomon (vaqt bo'yicha). Qo'rqitmaslik uchun

ln[ A ] = −kt +C

tinglovchilar, biz javob bilan cheklanamiz.

Ln belgisi tabiiy logarifmdir, ya'ni. b soni shunday

= [A], e = 2,71828…

ln[ A ]- ln0 = - kt

S doimiysi dastlabki shartlardan topiladi:

t = 0 da dastlabki konsentratsiya [A]0 ga teng

[A]

Vaqt logarifmi -

bu sonning kuchi, biz kuchlarning xususiyatlaridan foydalanamiz

[A]0

e a− b=

Endi yomon logarifmdan xalos bo'laylik (ta'rifga qarang

logarifm 6-7 qator yuqori),

Nega biz raqamni oshiramiz?

tenglamaning chap tomonining kuchiga va tenglamaning o'ng tomoniga.

[A]

E−kt

[A] 0 ga ko'paytiring

[A]0

Birinchi tartibli kinetik tenglama.

[ A ]= 0 × e − kt

Asosida

birinchisining olingan kinetik tenglamasi

buyurtma berish mumkin

hisoblangan

moddalar kontsentratsiyasi

istalgan payt

Kursimizning maqsadlari uchun ushbu xulosa sizga kimyoviy reaktsiyaning borishini hisoblash uchun matematik apparatlardan foydalanishni ko'rsatish uchun ma'lumot olish uchun mo'ljallangan. Binobarin, malakali kimyogar matematikani bilmay qolmaydi. Matematikani o'rganing!

Kimyoviy reaksiya tezligi. Ommaviy harakatlar qonuni. Kimyoviy muvozanat. Reaktivlar va mahsulotlar kontsentratsiyasining vaqtga nisbatan grafigini sifat jihatidan quyidagicha tasvirlash mumkin (qaytarib bo'lmaydigan birinchi tartibli reaktsiya misolida)

Reaktsiya tezligiga ta'sir qiluvchi omillar

1. Reaksiyaga kirishuvchi moddalarning tabiati

Masalan, quyidagi moddalarning reaksiya tezligi: H2 SO4, CH3 COOH, H2 S, CH3 OH - gidroksid ioni bilan H-O bog'ining kuchiga qarab o'zgaradi. Berilgan bog'lanishning kuchini baholash uchun siz vodorod atomidagi nisbiy musbat zaryaddan foydalanishingiz mumkin: zaryad qanchalik katta bo'lsa, reaktsiya shunchalik oson bo'ladi.

2. Harorat

Hayot tajribasi shuni ko'rsatadiki, reaktsiya tezligi haroratga bog'liq va harorat oshishi bilan ortadi. Masalan, sutni qaynatish jarayoni muzlatgichda emas, balki xona haroratida tezroq sodir bo'ladi.

Keling, massalar ta'siri qonunining matematik ifodasiga murojaat qilaylik.

W =k n m

Ushbu ifodaning chap tomoni (reaktsiya tezligi) haroratga bog'liq bo'lganligi sababli, ifodaning o'ng tomoni ham haroratga bog'liq. Bu holda, konsentratsiya, albatta, haroratga bog'liq emas: masalan, sut muzlatgichda ham, xona haroratida ham 2,5% yog 'miqdorini saqlaydi. Keyin, Sherlok Xolms aytganidek, qolgan yechim qanchalik g'alati tuyulmasin, to'g'ri: tezlik konstantasi haroratga bog'liq!

Kimyoviy reaksiya tezligi. Ommaviy harakatlar qonuni. Kimyoviy muvozanat. Reaksiya tezligi konstantasining haroratga bog‘liqligi Arrenius tenglamasi yordamida ifodalanadi:

− E a

k = k0 eRT,

qaysi ichida

R = 8,314 J mol-1 K-1 - universal gaz doimiysi,

E a - reaksiyaning faollashuv energiyasi (pastga qarang), u shartli ravishda haroratdan mustaqil hisoblanadi;

k 0 - ko'rsatkichdan oldingi omil (ya'ni ko'rsatkichdan oldin keladigan omil), uning qiymati ham deyarli haroratga bog'liq emas va birinchi navbatda, reaktsiya tartibi bilan belgilanadi.

Shunday qilib, k0 qiymati birinchi tartibli reaksiya uchun taxminan 1013 s-1, ikkinchi tartibli reaksiya uchun 10 -10 l mol-1 s-1,

uchinchi tartibli reaksiya uchun – 10 -33 l2 mol-2 s-1. Bu qadriyatlarni eslab qolish shart emas.

Har bir reaksiya uchun k0 ning aniq qiymatlari eksperimental tarzda aniqlanadi.

Aktivatsiya energiyasi tushunchasi quyidagi rasmdan aniq bo'ladi. Aslida, aktivlanish energiyasi - bu reaksiya sodir bo'lishi uchun reaksiyaga kirishuvchi zarracha bo'lishi kerak bo'lgan energiya.

Bundan tashqari, agar biz tizimni qizdirsak, zarrachalarning energiyasi ortadi (chiziqli grafik), o'tish holati (≠) esa bir xil darajada qoladi. O'tish holati va reaktivlar o'rtasidagi energiya farqi (aktivlanish energiyasi) kamayadi va Arrhenius tenglamasi bo'yicha reaktsiya tezligi ortadi.

Kimyoviy reaksiya tezligi. Ommaviy harakatlar qonuni. Kimyoviy muvozanat. Arrhenius tenglamasidan tashqari Vant-Xoff tenglamasi ham mavjud

g harorat koeffitsienti orqali reaktsiya tezligining haroratga bog'liqligini tavsiflaydi:

Harorat koeffitsienti g harorat 10o ga o'zgarganda kimyoviy reaksiya tezligi necha marta oshishini ko'rsatadi.

Vant-Xoff tenglamasi:

T 2− T 1

W (T 2 )= W (T 1 )× g10

Odatda, g koeffitsienti 2 dan 4 gacha bo'lgan diapazonda bo'ladi. Shu sababli, kimyogarlar ko'pincha haroratning 20o ga oshishi reaksiya tezligini kattalik tartibida (ya'ni 10 marta) oshishiga olib keladi, degan taxminiy fikrdan foydalanadilar.

Adabiyotda "tezlik" tushunchasi tez-tez uchraydi. Fizikadan ma'lumki, moddiy jism (odam, poyezd, kosmik kema) ma'lum vaqt oralig'ida qancha masofani bosib o'tgan bo'lsa, bu jismning tezligi shunchalik yuqori bo'ladi.

"Hech qaerga ketmaydigan" va hech qanday masofani bosib o'tmaydigan kimyoviy reaksiya tezligini qanday o'lchash mumkin? Bu savolga javob berish uchun siz nima ekanligini bilib olishingiz kerak Har doim dagi o'zgarishlar har qanday kimyoviy reaksiya? Har qanday kimyoviy reaktsiya moddani o'zgartirish jarayoni bo'lganligi sababli, unda asl modda yo'qolib, reaktsiya mahsulotlariga aylanadi. Shunday qilib, kimyoviy reaksiya jarayonida moddaning miqdori doimo o'zgaradi, boshlang'ich moddalarning zarrachalari soni kamayadi va shuning uchun uning konsentratsiya (C).

Yagona davlat imtihon topshirig'i. Kimyoviy reaksiya tezligi o'zgarishga mutanosib:

vaqt birligidagi moddaning konsentratsiyasi;
hajm birligi uchun moddaning miqdori;
birlik hajmdagi moddaning massasi;
reaksiya jarayonida moddaning hajmi.

Endi javobingizni to'g'ri bilan solishtiring:

kimyoviy reaksiya tezligi reaktivning vaqt birligidagi konsentratsiyasining o'zgarishiga teng

Qayerda C 1 Va 0 dan- mos ravishda yakuniy va boshlang'ich reaktivlarning konsentratsiyasi; t 1 Va t 2- tajriba o'tkazish vaqti, mos ravishda oxirgi va dastlabki vaqt davri.

Savol. Sizningcha, qaysi qiymat kattaroq: C 1 yoki 0 dan? t 1 yoki t 0?

Reaktivlar har doim berilgan reaktsiyada iste'mol qilinganligi sababli, demak

Shunday qilib, bu miqdorlarning nisbati har doim salbiy bo'lib, tezlik manfiy miqdor bo'lishi mumkin emas. Shuning uchun formulada minus belgisi paydo bo'ladi, bu bir vaqtning o'zida tezlikni ko'rsatadi har qanday vaqt davomida (doimiy sharoitda) reaktsiyalar har doim kamayadi.

Shunday qilib, kimyoviy reaksiya tezligi:

Savol tug'iladi: reaktivlarning konsentratsiyasini (C) qaysi birliklarda o'lchash kerak va nima uchun? Bunga javob berish uchun siz qanday shart ekanligini tushunishingiz kerak asosiy har qanday kimyoviy reaksiya sodir bo'lishi uchun.

Zarrachalar reaksiyaga kirishishi uchun ular hech bo'lmaganda to'qnashishi kerak. Shunung uchun Birlik hajmdagi zarrachalar soni* (mollar soni) qanchalik ko'p bo'lsa, ular qanchalik tez-tez to'qnashadi, kimyoviy reaktsiyaning ehtimoli shunchalik yuqori bo'ladi..

* 29.1-darsda "mol" nima ekanligini o'qing.

Shuning uchun kimyoviy jarayonlarning tezligini o'lchashda ular foydalanadilar molar kontsentratsiyasi reaksiyaga kirishuvchi aralashmalardagi moddalar.

Moddaning molyar konsentratsiyasi 1 litr eritmada qancha mol borligini ko'rsatadi

Demak, reaksiyaga kirishuvchi moddalarning molyar kontsentratsiyasi qanchalik katta bo‘lsa, birlik hajmda zarrachalar qancha ko‘p bo‘lsa, ular shunchalik tez-tez to‘qnashadi va (boshqa barcha narsalar teng bo‘lganda) kimyoviy reaksiya tezligi shunchalik yuqori bo‘ladi. Shuning uchun kimyoviy kinetikaning asosiy qonuni (bu kimyoviy reaksiyalar tezligi haqidagi fan) hisoblanadi ommaviy harakatlar qonuni.

Kimyoviy reaksiya tezligi reaksiyaga kirishuvchi moddalar kontsentratsiyasining mahsulotiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.

A + B →... tipidagi reaksiya uchun bu qonunni matematik jihatdan quyidagicha ifodalash mumkin:

Agar reaksiya murakkabroq bo'lsa, masalan, 2A + B → yoki bir xil bo'lgan A + A + B → ..., keyin

Shunday qilib, tezlik tenglamasida ko'rsatkich paydo bo'ldi « ikki» , bu koeffitsientga mos keladi 2 reaksiya tenglamasida. Murakkab tenglamalar uchun odatda katta darajalar ishlatilmaydi. Buning sababi, aytaylik, uchta molekula A va ikkita molekula B ning bir vaqtning o'zida to'qnashuvi ehtimoli juda kichik. Shuning uchun ko'p reaktsiyalar bir necha bosqichda sodir bo'ladi, bunda uchta zarrachadan ko'p bo'lmagan zarralar to'qnashadi va jarayonning har bir bosqichi ma'lum tezlikda boradi. Bu tezlik va uning uchun kinetik tezlik tenglamasi eksperimental tarzda aniqlanadi.

Yuqoridagi kimyoviy reaksiya tezligi tenglamalari (3) yoki (4) faqat uchun amal qiladi bir hil reaksiyalar, ya'ni reaksiyaga kirishuvchi moddalar sirt bilan ajratilmaganda bunday reaktsiyalar uchun. Masalan, reaktsiya suvli eritmada sodir bo'ladi va ikkala reaktiv ham suvda yoki gazlarning har qanday aralashmasida yaxshi eriydi.

Bu qachon sodir bo'lishi boshqa masala heterojen reaktsiya. Bunday holda, reaksiyaga kirishuvchi moddalar, masalan, karbonat angidrid o'rtasida interfeys mavjud gaz suv bilan reaksiyaga kirishadi yechim ishqorlar. Bunday holda, har qanday gaz molekulasi reaksiyaga kirishishi mumkin, chunki bu molekulalar tez va tartibsiz harakat qiladi. Suyuq eritmaning zarralari haqida nima deyish mumkin? Bu zarralar juda sekin harakat qiladi va "pastki qismida" bo'lgan ishqor zarralari, agar eritma doimo aralashmasa, karbonat angidrid bilan reaksiyaga kirishish imkoniyati deyarli yo'q. Faqat "sirtda yotgan" zarralar reaksiyaga kirishadi. Shunday qilib, uchun heterojen reaktsiyalar -

reaksiya tezligi silliqlash bilan ortadi interfeys yuzasi hajmiga bog'liq.

Shuning uchun juda tez-tez reaksiyaga kirishuvchi moddalar eziladi (masalan, suvda eriydi), oziq-ovqat yaxshilab chaynaladi va pishirish jarayonida - maydalangan, go'sht maydalagichdan o'tkaziladi va hokazo. Ezilmagan oziq-ovqat mahsuloti amalda emas. hazm bo'ladigan!

Shunday qilib, maksimal tezlikda (qolgan barcha narsalar teng bo'lganda) bir hil reaktsiyalar eritmalarda va gazlar o'rtasida (agar bu gazlar atrof-muhit sharoitida reaksiyaga kirishsa), bundan tashqari, molekulalar "yonma-yon" joylashgan eritmalarda sodir bo'ladi va silliqlash. gazlarda bo'lgani kabi (va undan ham ko'proq!), reaktsiya tezligi yuqoriroq.

Yagona davlat imtihon topshirig'i. Xona haroratida qaysi reaksiya eng tez sodir bo'ladi:

kislorod bilan uglerod;
xlorid kislotasi bilan temir;
sirka kislota eritmasi bilan temir
ishqor va sulfat kislota eritmalari.

Bunday holda, qaysi jarayon bir hil ekanligini topishingiz kerak.

Shuni ta'kidlash kerakki, gazlar orasidagi kimyoviy reaktsiya yoki gaz ishtirok etadigan geterogen reaktsiyaning tezligi ham bosimga bog'liq, chunki bosim ortishi bilan gazlar siqiladi va zarrachalar kontsentratsiyasi oshadi (2-formulaga qarang). Gazlar ishtirok etmaydigan reaksiyalar tezligi bosimning o'zgarishiga ta'sir qilmaydi.

Yagona davlat imtihon topshirig'i. Kislota eritmasi va temir o'rtasidagi kimyoviy reaksiya tezligi ta'sir qilmaydi

kislota konsentratsiyasi;
temirni maydalash;
reaktsiya harorati;
bosimning oshishi.

Nihoyat, reaktsiya tezligi moddalarning reaktivligiga ham bog'liq. Masalan, agar kislorod biror modda bilan reaksiyaga kirsa, boshqa narsalar teng bo'lsa, reaksiya tezligi bir xil moddaning azot bilan o'zaro ta'siridan yuqori bo'ladi. Gap shundaki, kislorodning reaktivligi azotnikiga qaraganda sezilarli darajada yuqori. Ushbu hodisaning sababini Qo'llanmaning keyingi qismida (14-dars) ko'rib chiqamiz.

Yagona davlat imtihon topshirig'i. Xlorid kislota va o'rtasidagi kimyoviy reaksiya

mis;
temir;
magniy;
sink

Shuni ta'kidlash kerakki, molekulalarning har bir to'qnashuvi ularning kimyoviy o'zaro ta'siriga (kimyoviy reaktsiya) olib kelmaydi. Vodorod va kislorodning gaz aralashmasida normal sharoitda soniyada bir necha milliard to'qnashuv sodir bo'ladi. Ammo reaksiyaning birinchi belgilari (suv tomchilari) kolbada bir necha yildan keyin paydo bo'ladi. Bunday hollarda ular reaktsiya deb aytishadi amalda ishlamaydi. Lekin u mumkin, aks holda bu aralashma 300 °C ga qizdirilganda kolba tezda tumanga tushishi va 700 °C haroratda dahshatli portlash sodir bo'lishini qanday tushuntirish mumkin! Vodorod va kislorod aralashmasi "portlovchi gaz" deb bejiz aytilmagan.

Savol. Nima uchun qizdirilganda reaksiya tezligi keskin ortadi deb o'ylaysiz?

Reaksiya tezligi oshadi, chunki birinchidan, zarrachalar to'qnashuvi soni ortadi, ikkinchidan, faol to'qnashuvlar. Bu zarralarning faol to'qnashuvi ularning o'zaro ta'siriga olib keladi. Bunday to'qnashuv sodir bo'lishi uchun zarralar ma'lum miqdorda energiyaga ega bo'lishi kerak.

Kimyoviy reaksiya sodir bo'lishi uchun zarrachalar ega bo'lishi kerak bo'lgan energiyaga aktivlanish energiyasi deyiladi.

Bu energiya atomlar va molekulalarning tashqi elektronlari orasidagi itaruvchi kuchlarni engish va "eski" kimyoviy aloqalarni yo'q qilishga sarflanadi.

Savol tug'iladi: reaksiyaga kirishuvchi zarrachalarning energiyasini qanday oshirish mumkin? Javob oddiy - haroratni oshiring, chunki harorat oshishi bilan zarrachalarning harakat tezligi oshadi va shuning uchun ularning kinetik energiyasi.

Qoida van't Xoff*:

Haroratning har 10 daraja oshishi uchun reaktsiya tezligi 2-4 marta oshadi.

VANT-HOFF Jeykob Xendrik(30.08.1852–03.1.1911) - Gollandiyalik kimyogar. Fizik kimyo va stereokimyo asoschilaridan biri. Kimyo bo'yicha Nobel mukofoti №1 (1901).

Shuni ta'kidlash kerakki, bu qoida (qonun emas!) o'lchash uchun "qulay" bo'lgan reaktsiyalar uchun, ya'ni na juda tez, na juda sekin va eksperimentator uchun qulay bo'lgan haroratlarda (juda emas) sodir bo'ladigan reaktsiyalar uchun eksperimental tarzda o'rnatilgan. yuqori va juda past emas).

Savol. Sizningcha, kartoshkani pishirishning eng tezkor usuli nima: ularni qaynatib oling yoki yog'li qatlamda qovuring?

Ta'riflangan hodisalarning ma'nosini to'g'ri tushunish uchun siz reaksiyaga kirishayotgan molekulalarni yuqoriga sakrash arafasida turgan talabalar guruhi bilan solishtirishingiz mumkin. Agar ularga 1 m balandlikdagi to'siq berilsa, u holda o'quvchilar to'siqni engib o'tish uchun yugurishlari kerak ("haroratini" oshirish). Shunga qaramay, har doim bu to'siqni engib o'ta olmaydigan talabalar ("faol bo'lmagan molekulalar") bo'ladi.

Nima qilish kerak? Agar siz “Aqlli odam toqqa chiqmaydi, aqlli tog'ni chetlab o'tadi” degan tamoyilga amal qilsangiz, to'siqni, aytaylik, 40 sm gacha tushirishingiz kerak bo'ladi. to'siq. Molekulyar darajada bu quyidagilarni anglatadi: reaksiya tezligini oshirish uchun berilgan sistemada aktivlanish energiyasini kamaytirish kerak.

Haqiqiy kimyoviy jarayonlarda bu vazifani katalizator bajaradi.

Katalizator qolgan holda kimyoviy reaksiya tezligini o'zgartiruvchi moddadir o'zgarmagan kimyoviy reaksiyaning oxirigacha.

Katalizator ishtirok etadi kimyoviy reaksiyada, bir yoki bir nechta boshlang'ich moddalar bilan o'zaro ta'sir qiladi. Bunda oraliq birikmalar hosil bo'ladi va aktivlanish energiyasi o'zgaradi. Agar oraliq faolroq bo'lsa (faol kompleks), u holda aktivlanish energiyasi kamayadi va reaktsiya tezligi oshadi.

Masalan, SO 2 va O 2 orasidagi reaksiya normal sharoitda juda sekin kechadi amalda ishlamaydi. Lekin NO ishtirokida reaksiya tezligi keskin ortadi. Birinchi NO juda tez O2 bilan reaksiyaga kirishadi:

natijasida azot dioksidi tez oltingugurt (IV) oksidi bilan reaksiyaga kirishadi:

Vazifa 5.1. Ushbu misoldan foydalanib, qaysi modda katalizator va qaysi faol kompleks ekanligini ko'rsating.

Aksincha, agar ko'proq passiv birikmalar hosil bo'lsa, faollashuv energiyasi shunchalik ko'payishi mumkinki, bu sharoitda reaksiya amalda sodir bo'lmaydi. Bunday katalizatorlar deyiladi ingibitorlar.

Amalda har ikkala turdagi katalizatorlar qo'llaniladi. Shunday qilib, maxsus organik katalizatorlar - fermentlar- mutlaqo barcha biokimyoviy jarayonlarda ishtirok eting: ovqat hazm qilish, mushaklarning qisqarishi, nafas olish. Fermentlarsiz hayot mavjud emas!

Inhibitorlar metall mahsulotlarini korroziyadan va yog 'o'z ichiga olgan oziq-ovqatlarni oksidlanishdan (achchiqlanishdan) himoya qilish uchun zarurdir. Ba'zi dorilar, shuningdek, mikroorganizmlarning hayotiy funktsiyalarini inhibe qiluvchi va shu bilan ularni yo'q qiladigan inhibitorlarni ham o'z ichiga oladi.

Kataliz bir jinsli yoki geterogen bo'lishi mumkin. Bir jinsli katalizga NO ning (bu katalizator) oltingugurt dioksidining oksidlanishiga ta'siri misol bo'la oladi. Geterogen katalizga misol qilib qizdirilgan misning spirtga ta'sirini keltirish mumkin:

Bu reaktsiya ikki bosqichda sodir bo'ladi:

Vazifa 5.2. Bu holatda katalizator qaysi modda ekanligini aniqlang? Nima uchun katalizning bunday turi geterogen deyiladi?

Amalda ko'pincha geterogen kataliz qo'llaniladi, bu erda qattiq moddalar katalizator bo'lib xizmat qiladi: metallar, ularning oksidlari va boshqalar Bu moddalar yuzasida maxsus nuqtalar (kristal panjara tugunlari) mavjud bo'lib, bu erda katalitik reaksiya haqiqatda sodir bo'ladi. Agar bu nuqtalar begona moddalar bilan qoplangan bo'lsa, unda kataliz to'xtaydi. Katalizatorga zararli bo'lgan bu modda deyiladi katalitik zahar. Boshqa moddalar - targ'ibotchilar- aksincha, ular katalitik faollikni oshiradi.

Katalizator kimyoviy reaksiya yo'nalishini o'zgartirishi mumkin, ya'ni katalizatorni o'zgartirib, turli xil reaktsiya mahsulotlarini olish mumkin. Shunday qilib, C 2 H 5 OH spirtidan rux va alyuminiy oksidlari ishtirokida butadien, konsentrlangan sulfat kislota ishtirokida esa etilen olinishi mumkin.

Shunday qilib, kimyoviy reaktsiya paytida tizimning energiyasi o'zgaradi. Agar reaktsiya paytida energiya chiqariladi issiqlik shaklida Q, bu jarayon deyiladi ekzotermik:

Uchun endo termal jarayonlar issiqlik so'riladi, ya'ni termal effekt Q< 0 .

Vazifa 5.3. Taklif etilayotgan jarayonlarning qaysi biri ekzotermik, qaysi biri endotermik ekanligini aniqlang:

Kimyoviy reaksiya tenglamasi termal effekt, reaksiyaning termokimyoviy tenglamasi deyiladi. Bunday tenglamani yaratish uchun reaktivning 1 moliga issiqlik effektini hisoblash kerak.

Vazifa. 6 g magniy yondirilganda 153,5 kJ issiqlik ajralib chiqadi. Bu reaksiyaning termokimyoviy tenglamasini yozing.

Yechim. Reaksiya tenglamasini tuzamiz va yuqorida keltirilgan formulalarni ko'rsatamiz:

Proporsiyani tuzib, biz reaktsiyaning kerakli issiqlik effektini topamiz:

Ushbu reaksiyaning termokimyoviy tenglamasi:

Bunday vazifalar topshiriqlarda berilgan ko'pchilik Yagona davlat imtihonlari variantlari! Masalan.

Yagona davlat imtihon topshirig'i. Termokimyoviy reaksiya tenglamasiga ko'ra

8 g metan yonganda ajralib chiqadigan issiqlik miqdori quyidagilarga teng:

Kimyoviy jarayonlarning qaytarilishi. Le Chatelier printsipi

* LE CHATELIER Anri Lui(8.10.1850–17.09.1936) - fransuz fizik kimyogari va metallurgi. Muvozanatning siljishining umumiy qonunini ishlab chiqdi (1884).

Reaktsiyalar qaytarilmas yoki qaytarilmas bo'lishi mumkin.

Qaytarib bo'lmaydigan Bu reaktsiyalar bo'lib, ular uchun teskari jarayon mumkin bo'lgan shartlar mavjud emas.

Bunday reaksiyalarga misol qilib sut nordon bo‘lganda yoki mazali kotlet kuyganda sodir bo‘ladigan reaksiyalarni keltirish mumkin. Qiymani go'sht maydalagich orqali qaytarib bo'lmaganidek (va yana bir bo'lak go'sht olish), kotletni "jonlantirish" yoki sutni yangi qilish ham mumkin emas.

Ammo o'zimizga oddiy savol beraylik: bu jarayon qaytarilmasmi?

Bu savolga javob berish uchun, keling, eslashga harakat qilaylik, teskari jarayonni amalga oshirish mumkinmi? Ha! Sanoat miqyosida ohaktoshning (bo'r) parchalanishi ohak CaO ni olish uchun ishlatiladi:

Shunday qilib, reaktsiya teskari bo'ladi, chunki buning uchun shartlar mavjud ikkalasi ham jarayon:

Bundan tashqari, bunday shartlar mavjud oldinga boradigan reaksiya tezligi teskari reaksiya tezligiga teng.

Bunday sharoitda kimyoviy muvozanat o'rnatiladi. Bu vaqtda reaksiya to`xtamaydi, lekin olingan zarrachalar soni parchalangan zarrachalar soniga teng bo`ladi. Shunung uchun kimyoviy muvozanat holatida reaksiyaga kirishuvchi zarrachalarning kontsentratsiyasi o'zgarmaydi. Masalan, kimyoviy muvozanat momentidagi jarayonimiz uchun

belgisini bildiradi muvozanat konsentratsiyasi.

Savol tug'iladi, agar harorat oshirilsa yoki kamaytirilsa yoki boshqa shartlar o'zgartirilsa, muvozanat nima bo'ladi? Bu savolga bilish orqali javob berish mumkin Le Chatelier printsipi:

agar siz tizim muvozanat holatida bo'lgan shartlarni (t, p, c) o'zgartirsangiz, u holda muvozanat jarayonga qarab siljiydi. o'zgarishlarga qarshi turadi.

Boshqacha qilib aytganda, muvozanat tizimi har doim tashqaridan keladigan har qanday ta'sirga qarshilik ko'rsatadi, xuddi "teskarisini" qiladigan injiq bola ota-onasining irodasiga qarshi turadi.

Keling, bir misolni ko'rib chiqaylik. Ammiak hosil bo'ladigan reaksiyada muvozanat o'rnatilsin:

Savollar. Reaksiyadan oldin va keyin reaksiyaga kirishuvchi gazlarning mollari soni bir xilmi? Agar reaksiya yopiq hajmda sodir bo'lsa, bosim qachon kattaroq bo'ladi: reaktsiyadan oldin yoki keyin?

Ko'rinib turibdiki, bu jarayon gaz molekulalari sonining kamayishi bilan sodir bo'ladi, bu degani bosim to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya paytida kamayadi. IN teskari reaktsiyalar - aksincha, aralashmadagi bosim ortadi.

Keling, o'zimizga savol beraylik, agar bu tizimda bo'lsa nima bo'ladi? kattalashtirish; ko'paytirish bosim? Le Chatelier printsipiga ko'ra, "teskarisini qiladigan" reaktsiya davom etadi, ya'ni. tushiradi bosim. Bu to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya: kamroq gaz molekulalari - kamroq bosim.

Shunday qilib, da kattalashtirish; ko'paytirish bosim, muvozanat to'g'ridan-to'g'ri jarayon tomon siljiydi, bu erda bosim pasayadi, chunki molekulalar soni kamayadi gazlar

Yagona davlat imtihon topshirig'i. Da kattalashtirish; ko'paytirish bosim muvozanatining o'zgarishi to'g'ri tizimda:

Agar reaksiya natijasida molekulalar soni gazlar o'zgarmaydi, keyin bosimning o'zgarishi muvozanat holatiga ta'sir qilmaydi.

Yagona davlat imtihon topshirig'i. Bosimning o'zgarishi tizimdagi muvozanatning o'zgarishiga ta'sir qiladi:

Ushbu va boshqa har qanday reaksiyaning muvozanat holati reaksiyaga kirishuvchi moddalarning konsentratsiyasiga bog'liq: boshlang'ich moddalarning konsentratsiyasini oshirish va hosil bo'lgan moddalarning konsentratsiyasini kamaytirish orqali biz doimo muvozanatni to'g'ridan-to'g'ri reaktsiyaga (o'ngga) siljitamiz.

Yagona davlat imtihon topshirig'i.

qachon chapga siljiydi:

qon bosimi ortishi;
haroratning pasayishi;
CO kontsentratsiyasini oshirish;
CO kontsentratsiyasining pasayishi.

Ammiak sintezi jarayoni ekzotermik, ya'ni issiqlik chiqishi bilan birga keladi, ya'ni harorat ko'tarilishi aralashmada.

Savol. Qachon bu tizimda muvozanat qanday o'zgaradi haroratning pasayishi?

Biz ham xuddi shunday bahslashamiz xulosa: kamayganda harorat, muvozanat ammiak hosil bo'lishi tomon siljiydi, chunki bu reaktsiyada issiqlik ajralib chiqadi va harorat ko'tariladi.

Savol. Harorat pasayganda kimyoviy reaksiya tezligi qanday o'zgaradi?

Shubhasiz, harorat pasayganda, ikkala reaktsiyaning tezligi keskin pasayadi, ya'ni kerakli muvozanatni o'rnatish uchun juda uzoq vaqt kutishingiz kerak bo'ladi. Nima qilish kerak? Bu holda zarur katalizator. Garchi u muvozanat holatiga ta'sir qilmaydi, lekin bu holatning boshlanishini tezlashtiradi.

Yagona davlat imtihon topshirig'i. Tizimdagi kimyoviy muvozanat

reaksiya mahsulotining hosil bo'lishiga qarab siljiydi, agar:

qon bosimi ortishi;
haroratning oshishi;
bosimning pasayishi;
katalizatordan foydalanish.

xulosalar

Kimyoviy reaksiya tezligi quyidagilarga bog'liq:

reaksiyaga kirishuvchi zarrachalarning tabiati;
reaktivlarning kontsentratsiyasi yoki interfeys maydoni;
harorat;
katalizator mavjudligi.

To'g'ridan-to'g'ri reaktsiya tezligi teskari jarayon tezligiga teng bo'lganda muvozanat o'rnatiladi. Bunda reaksiyaga kirishuvchi moddalarning muvozanat konsentratsiyasi o'zgarmaydi. Kimyoviy muvozanat holati shartlarga bog'liq va Le Shatelye printsipiga bo'ysunadi.

Kimyoviy usullar

Jismoniy usullar

Reaksiya tezligini o'lchash usullari

Yuqoridagi misolda kaltsiy karbonat va kislota o'rtasidagi reaktsiya tezligi vaqt funktsiyasi sifatida ajralib chiqadigan gaz hajmini o'rganish orqali o'lchandi. Reaksiya tezligi haqidagi eksperimental ma'lumotlarni boshqa miqdorlarni o'lchash yo'li bilan olish mumkin.

Agar reaksiya jarayonida gazsimon moddalarning umumiy miqdori o'zgarsa, uning borishini gaz bosimini doimiy hajmda o'lchash orqali kuzatish mumkin. Boshlang'ich materiallardan biri yoki reaksiya mahsulotlaridan biri rangli bo'lsa, eritma rangining o'zgarishini kuzatish orqali reaktsiyaning borishini kuzatish mumkin. Yana bir optik usul yorug'likning polarizatsiya tekisligining aylanishini o'lchashdir (agar boshlang'ich materiallar va reaktsiya mahsulotlari turli xil aylanish quvvatiga ega bo'lsa).

Ba'zi reaksiyalar eritmadagi ionlar sonining o'zgarishi bilan kechadi. Bunday hollarda reaktsiya tezligini eritmaning elektr o'tkazuvchanligini o'lchash orqali o'rganish mumkin. Keyingi bobda reaktsiya tezligini o'lchash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan boshqa elektrokimyoviy usullar ko'rib chiqiladi.

Reaksiyaning borishini turli xil kimyoviy tahlil usullaridan foydalangan holda vaqt o'tishi bilan reaksiya ishtirokchilaridan birining kontsentratsiyasini o'lchash orqali kuzatish mumkin. Reaksiya termostatli idishda amalga oshiriladi. Muayyan vaqt oralig'ida idishdan eritma (yoki gaz) namunasi olinadi va tarkibiy qismlardan birining kontsentratsiyasi aniqlanadi. Ishonchli natijalarga erishish uchun tahlil qilish uchun olingan namunada hech qanday reaktsiya bo'lmasligi muhimdir. Bunga reagentlardan birini kimyoviy bog'lash, to'satdan sovutish yoki eritmani suyultirish orqali erishiladi.

Eksperimental tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, reaktsiya tezligi bir necha omillarga bog'liq. Keling, avvalo ushbu omillarning sifat darajasiga ta'sirini ko'rib chiqaylik.

1.Reaksiyaga kiruvchi moddalarning tabiati. Laboratoriya amaliyotidan bizga ma'lumki, kislotani asos bilan neytrallash

H + + OH – ® H 2 O

tuzlarning ozgina eriydigan birikma hosil bo'lishi bilan o'zaro ta'siri

Ag + + Cl – ® AgCl

va elektrolitlar eritmalarida boshqa reaksiyalar juda tez sodir bo'ladi. Bunday reaktsiyalarni bajarish uchun zarur bo'lgan vaqt millisekundlarda va hatto mikrosekundlarda o'lchanadi. Bu juda tushunarli, chunki bunday reaksiyalarning mohiyati zaryadlangan zarrachalarning qarama-qarshi ishorali zaryadlarga yaqinlashishi va birikmasidir.

Ion reaktsiyalaridan farqli o'laroq, kovalent bog'langan molekulalar orasidagi o'zaro ta'sir odatda ancha sekinroq sodir bo'ladi. Haqiqatan ham, bunday zarralar orasidagi reaktsiya paytida, boshlang'ich moddalar molekulalaridagi aloqalar uzilishi kerak. Buning uchun to'qnashuvchi molekulalar ma'lum miqdorda energiyaga ega bo'lishi kerak. Bundan tashqari, molekulalar etarlicha murakkab bo'lsa, ular o'rtasida reaksiya sodir bo'lishi uchun ular fazoda ma'lum bir tarzda yo'naltirilgan bo'lishi kerak.

2. Reaktivlarning kontsentratsiyasi. Kimyoviy reaksiya tezligi, boshqa narsalar teng bo'lsa, reaksiyaga kirishuvchi zarrachalarning vaqt birligidagi to'qnashuvlari soniga bog'liq. To'qnashuvlar ehtimoli birlik hajmdagi zarrachalar soniga bog'liq, ya'ni. konsentratsiya bo'yicha. Shuning uchun kontsentratsiya ortishi bilan reaksiya tezligi ortadi.

3. Moddalarning fizik holati. Bir hil tizimlarda reaksiya tezligi zarrachalar to'qnashuvi soniga bog'liq eritma hajmi(yoki gaz). Geterogen tizimlarda kimyoviy o'zaro ta'sir sodir bo'ladi interfeysida. Qattiq jismni maydalashda sirt maydonini oshirish reaksiyaga kirishuvchi zarrachalarning qattiq jismning zarrachalariga etib borishini osonlashtiradi, bu esa reaksiyaning sezilarli tezlashishiga olib keladi.

4. Harorat turli kimyoviy va biologik jarayonlar tezligiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Haroratning oshishi bilan zarrachalarning kinetik energiyasi ortadi va shuning uchun kimyoviy o'zaro ta'sir qilish uchun energiyasi etarli bo'lgan zarrachalarning ulushi ortadi.

5. Sterik omil reaksiyaga kirishuvchi zarrachalarning o'zaro yo'nalishi zarurligini tavsiflaydi. Molekulalar qanchalik murakkab bo'lsa, ularning to'g'ri yo'naltirilganligi va to'qnashuvlarning samaradorligi shunchalik past bo'ladi.

6. Katalizatorlarning mavjudligi.Katalizatorlar mavjudligi kimyoviy reaksiya tezligini o'zgartiradigan moddalardir. Hech qanday vaqtda reaktsiya tizimiga kiritilgan katta miqdorda va reaktsiyadan keyin o'zgarmagan holda, ular jarayon tezligini juda o'zgartirishga qodir.

Reaktsiya tezligi bog'liq bo'lgan asosiy omillar quyida batafsilroq ko'rib chiqiladi.

Keling, kimyoviy kinetikaning asosiy tushunchasini - kimyoviy reaksiya tezligini aniqlaylik:

Kimyoviy reaksiya tezligi - bu birlik hajmda (bir hil reaksiyalar uchun) yoki birlik yuzada (heterojen reaksiyalar uchun) vaqt birligida sodir bo'ladigan kimyoviy reaktsiyaning elementar harakatlari soni.

Kimyoviy reaksiya tezligi - vaqt birligida reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasining o'zgarishi.

Birinchi ta'rif eng cheklovchi hisoblanadi; Bundan kelib chiqadiki, kimyoviy reaksiya tezligi, shuningdek, har qanday reaksiyaga kirishuvchi moddaning zarrachalari soniga, birlik hajmga yoki sirtga - elektr o'tkazuvchanligiga qarab, tizim holatining istalgan parametrining o'zgarishi sifatida ham ifodalanishi mumkin. optik zichlik, dielektrik o'tkazuvchanlik va boshqalar. va h.k. Biroq, ko'pincha kimyoda reagentlar konsentratsiyasining vaqtga bog'liqligi ko'rib chiqiladi. Bir tomonlama (qaytarib bo'lmaydigan) kimyoviy reaktsiyalar (bundan buyon matnda bir tomonlama reaktsiyalar deb yuritiladi) bo'lsa, boshlang'ich moddalarning kontsentratsiyasi vaqt o'tishi bilan doimiy ravishda pasayib borishi aniq.< 0), а концентрации продуктов реакции увеличиваются (ΔС прод >0). Reaksiya tezligi ijobiy hisoblanadi, shuning uchun matematik ta'rif o'rtacha reaktsiya tezligi Dt vaqt oralig'ida quyidagicha yoziladi:

(II.1)

Turli vaqt oralig'ida kimyoviy reaksiyaning o'rtacha tezligi turli qiymatlarga ega; haqiqiy (oniy) reaktsiya tezligi konsentratsiyaning vaqtga nisbatan hosilasi sifatida aniqlanadi:

(II.2)

Reagentlar konsentratsiyasining vaqtga bog'liqligining grafik tasviri mavjud kinetik egri chiziq (2.1-rasm).

Guruch. 2.1 Boshlovchi moddalar (A) va reaksiya mahsulotlari (B) uchun kinetik egri chiziqlar.

Haqiqiy reaksiya tezligini kinetik egri chiziqqa tangens chizish orqali grafik tarzda aniqlash mumkin (2.2-rasm); ma'lum vaqtdagi haqiqiy reaktsiya tezligi mutlaq qiymatda tangens burchakning tangensiga teng:

Guruch. 2.2 V manbaning grafik ta’rifi.

(II.3)

Shuni ta'kidlash kerakki, agar kimyoviy reaksiya tenglamasidagi stexiometrik koeffitsientlar bir xil bo'lmasa, reaksiya tezligining kattaligi qaysi reagentning konsentratsiyasining o'zgarishiga bog'liq bo'ladi. Shubhasiz, reaktsiyada

2H 2 + O 2 → 2H 2 O

vodorod, kislorod va suv kontsentratsiyasi turli darajada o'zgaradi:

DC(H 2) = DC(H 2 O) = 2 DC(O 2).

Kimyoviy reaksiya tezligi ko'pgina omillarga bog'liq: reaktivlarning tabiati, ularning konsentratsiyasi, harorati, erituvchining tabiati va boshqalar.

Kimyoviy kinetika oldida turgan vazifalardan biri har qanday vaqtda reaksiya aralashmasining tarkibini (ya'ni barcha reagentlarning kontsentratsiyasini) aniqlash bo'lib, buning uchun reaksiya tezligining konsentratsiyalarga bog'liqligini bilish zarur. Umuman olganda, reaksiyaga kirishuvchi moddalar kontsentratsiyasi qanchalik ko'p bo'lsa, kimyoviy reaksiya tezligi shunchalik yuqori bo'ladi. Kimyoviy kinetika deb atalmish narsaga asoslanadi. kimyoviy kinetikaning asosiy postulati:

Kimyoviy reaksiya tezligi reaksiyaga kirishuvchi moddalar kontsentratsiyasining mahsulotiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional bo'lib, ma'lum kuchlarga ega.

Ya'ni reaktsiya uchun

AA + bB + dD + ... → eE + ...

Siz yozib olishingiz mumkin

(II.4)

Proportsionallik koeffitsienti k kimyoviy reaksiya tezligi konstantasi. Tezlik konstantasi 1 mol/l ga teng barcha reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasidagi reaksiya tezligiga son jihatdan teng.

Reaksiya tezligining reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasiga bog‘liqligi tajriba yo‘li bilan aniqlanadi va deyiladi kinetik tenglama kimyoviy reaksiya. Ko'rinib turibdiki, kinetik tenglamani yozish uchun reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasidagi tezlik konstantasi va ko'rsatkichlarning qiymatini tajriba yo'li bilan aniqlash kerak. Kimyoviy reaksiyaning kinetik tenglamasidagi reaktivlarning har birining konsentratsiyasining ko‘rsatkichi ((II.4) tenglamada mos ravishda x, y va z) shaxsiy reaktsiya tartibi ushbu komponent uchun. Kimyoviy reaksiyaning kinetik tenglamasidagi ko‘rsatkichlar yig‘indisi (x + y + z) umumiy reaktsiya tartibi . Shuni ta'kidlash kerakki, reaksiya tartibi faqat eksperimental ma'lumotlar asosida aniqlanadi va reaksiya tenglamasidagi reaktivlarning stexiometrik koeffitsientlari bilan bog'liq emas. Reaksiyaning stexiometrik tenglamasi moddiy muvozanat tenglamasi bo'lib, hech qanday tarzda bu reaksiyaning vaqt o'tishi bilan tabiatini aniqlay olmaydi.

Kimyoviy kinetikada reaksiyalarni umumiy reaksiya tartibining kattaligiga qarab tasniflash odatiy holdir. Nol, birinchi va ikkinchi darajali qaytmas (bir tomonlama) reaktsiyalar uchun reaktivlar konsentratsiyasining vaqtga bog'liqligini ko'rib chiqaylik.

Kimyoviy reaksiya tezligi

Kimyoviy reaksiya tezligi- reaksiya fazo birligida vaqt birligida reaksiyaga kirishuvchi moddalardan birining miqdorining o'zgarishi. Kimyoviy kinetikaning asosiy tushunchasi. Kimyoviy reaktsiya tezligi har doim ijobiy qiymatdir, shuning uchun agar u boshlang'ich modda bilan aniqlansa (kontsentratsiyasi reaktsiya paytida pasayadi), natijada olingan qiymat -1 ga ko'paytiriladi.

Masalan, reaktsiya uchun:

tezlik ifodasi quyidagicha ko'rinadi:

. Har qanday vaqtdagi kimyoviy reaksiya tezligi reaktivlarning kontsentratsiyasiga ularning stexiometrik koeffitsientlariga teng kuchga ko'tarilgan proportsionaldir.

Elementar reaktsiyalar uchun har bir moddaning konsentratsiyasining ko'rsatkichi ko'pincha uning stoxiometrik koeffitsientiga teng bo'ladi, murakkab reaktsiyalar uchun bu qoidaga rioya qilinmaydi. Kimyoviy reaktsiya tezligiga kontsentratsiyadan tashqari quyidagi omillar ta'sir qiladi:

reaktivlarning tabiati,
katalizator mavjudligi,
harorat (van't-Xoff qoidasi),
bosim,
reaksiyaga kirishuvchi moddalarning sirt maydoni.

Agar eng oddiy kimyoviy reaksiya A + B → C ni ko'rib chiqsak, buni sezamiz bir zumda Kimyoviy reaksiya tezligi doimiy emas.

Adabiyot

Kubasov A. A. Kimyoviy kinetika va kataliz.
Prigojin I., Defey R. Kimyoviy termodinamika. Novosibirsk: Nauka, 1966. 510 b.
Yablonskiy G.S., Bykov V.I., Gorban A.N., Katalitik reaktsiyalarning kinetik modellari, Novosibirsk: Nauka (Sib. Bo'lim), 1983. - 255 p.

Wikimedia fondi. 2010 yil.

Boshqa lug'atlarda "Kimyoviy reaksiya tezligi" nima ekanligini ko'ring:

Kimyoviy kinetikaning asosiy tushunchasi. Oddiy bir hil reaksiyalar uchun kimyoviy reaksiya tezligi reaksiyaga kirishayotgan moddaning mollari sonining oʻzgarishi (tizimning doimiy hajmida) yoki har qanday boshlangʻich moddalar kontsentratsiyasining oʻzgarishi bilan oʻlchanadi... Katta ensiklopedik lug'at

KIMYOVIY REAKSIYALARNING TEZ- kimyoning asosiy tushunchasi. kinetik, reaksiyaga kirishgan modda miqdorining (mollarda) o'zaro ta'sir sodir bo'lgan vaqt davriga nisbatini ifodalaydi. O'zaro ta'sir jarayonida reaktivlarning kontsentratsiyasi o'zgarganligi sababli, tezlik odatda ... Katta politexnika entsiklopediyasi

kimyoviy reaksiya tezligi- kimyoviy reaksiyaning intensivligini tavsiflovchi miqdor. Reaktsiya mahsulotining hosil bo'lish tezligi - bu mahsulotning birlik hajmdagi vaqt birligidagi reaktsiya natijasida (agar reaksiya bir hil bo'lsa) yoki ... ...

Kimyoviy reaksiyaning intensivligini tavsiflovchi miqdor (Qarang: Kimyoviy reaksiyalar). Reaktsiya mahsulotining hosil bo'lish tezligi - bu mahsulotning birlik hajmdagi vaqt birligidagi reaktsiyasi natijasida hosil bo'lgan miqdori (agar... ...

Asosiy kimyo tushunchasi kinetika. S. x ning oddiy bir jinsli reaksiyalari uchun. R. Va (tizimning doimiy hajmi bilan) reaksiyaga kirishgan mollar sonining o'zgarishi yoki va yoki reaktsiya mahsulotlarining har qanday boshlang'ich konsentratsiyasining o'zgarishi bilan o'lchanadi (agar tizim hajmi ...

Bir nechtadan iborat murakkab reaktsiyalar uchun bosqichlar (oddiy yoki elementar reaktsiyalar), mexanizm - bu bosqichlar to'plami bo'lib, buning natijasida boshlang'ich materiallar mahsulotga aylanadi. Molekulalar bu reaksiyalarda oraliq moddalar vazifasini bajarishi mumkin... ... Tabiiy fan. ensiklopedik lug'at

- (ingliz. nukleofil o'rinbosar reaktsiyasi) o'rnini bosuvchi reaktsiyalar, bunda hujum yolg'iz elektron juftini olib yuruvchi nukleofil reagent tomonidan amalga oshiriladi. Nukleofil almashinish reaksiyalarida chiquvchi guruh nukleofuge deb ataladi. Hammasi... Vikipediya

Kimyoviy tarkibi yoki tuzilishi bo'yicha asl moddalardan farq qiladigan ba'zi moddalarning boshqalarga aylanishi. Har bir berilgan element atomlarining umumiy soni, shuningdek, moddalarni tashkil etuvchi kimyoviy elementlarning oʻzlari R. x da qoladi. o'zgarmagan; bu R. x... Buyuk Sovet Entsiklopediyasi

chizish tezligi- matritsadan chiqishda metall harakatining chiziqli tezligi, m/s. Zamonaviy chizma mashinalarida chizish tezligi 50–80 m/s ga etadi. Biroq, simni chizishda ham tezlik, qoida tariqasida, 30-40 m / s dan oshmaydi. Da… … Metallurgiya ensiklopedik lug'ati