Условие задачи

Что называют скоростью реакции; катализатором; ингибитором?

Решение

Наша задача относится к области химии, а именно к химической кинетике. Ниже приводится подробное решение.

1. Скорость реакции
Скоростью химической реакции называют меру изменения концентраций реагирующих веществ и продуктов реакции во времени. Обычно вводится показатель скорости реакции, равный изменению концентрации вещества (Δ[Х]) за единицу времени (Δt). Если рассматривать убыль концентрации реагента A, то её можно записать так:
r = –Δ[A]⁄Δt
Отрицательный знак указывает на уменьшение концентрации реагента, а при рассмотрении образования продукта знак может быть положительным. В пределе, при стремлении Δt к нулю, скорость можно записать как производную:
r = –d[A]⁄dt
Таким образом, скорость реакции характеризует, насколько быстро происходят химические преобразования в системе.

2. Катализатор
Катализатор – это вещество, которое увеличивает скорость химической реакции, не изменяясь само в ходе реакции и не входя в окончательный состав продуктов. Он действует за счёт уменьшения энергии активации (Eₐ) реакции, предоставляя альтернативный механизм протекания реакции с более низкой верхней энергией. Благодаря этому происходит увеличение числа молекул, способных преодолеть энергетический барьер, что приводит к ускорению реакции. Очень важно отметить, что после завершения реакции катализатор восстанавливается и может быть использован повторно.

3. Ингибитор
Ингибитор – это вещество, которое замедляет химическую реакцию. Оно действует противоположно катализатору. Механизмы действия ингибитора могут быть различными: ингибитор может изменять активные центры реагентов или катализатора, вступать в реакцию с промежуточными продуктами, снижая их концентрацию, или повышать энергию активации реакции. В результате происходит уменьшение количества молекул, способных перейти через энергетический барьер, и, как следствие, скорость реакции снижается.

Таким образом, в химической кинетике скорость реакции определяется как изменение концентрации веществ в единицу времени, катализатор ускоряет реакцию за счёт снижения энергии активации и не расходуется в целом, а ингибитор замедляет реакционную скорость, затрудняя протекание реакции различными механическими или химическими путями.