Условие задачи

Что такое скорость химической реакции и как её определяют?

Решение

Дисциплина: Химия (кинетика химических реакций).

Если обозначить реакцию в общем виде как

a А + b B → c C + d D,

то скорость химической реакции характеризует, за единицу времени, насколько быстро изменяются концентрации реагирующих веществ. В общем случае скорость реакции можно определить по изменению концентраций веществ с учётом стехиометрических коэффициентов.

Для реагента А скорость записывается как

v = –(1⁄a) ∆[А]⁄∆t,

где [А] – концентрация вещества А, ∆t – промежуток времени, а знак «–» означает уменьшение концентрации. Аналогично, для продукта С скорость определяется как

v = (1⁄c) ∆[С]⁄∆t.

Важно, что величина v представляет собой одну и ту же скорость для всех компонентов реакции, если учитывать отношение к стехиометрическим коэффициентам, поскольку изменение концентрации каждого вещества взаимосвязано с хором реакции.

При предельном условии, когда ∆t стремится к нулю, можно записать скорость реакции в виде производной:

v = –(1⁄a) d[А]⁄dt = (1⁄c) d[С]⁄dt.

Таким образом, скорость химической реакции определяется как мгновенная скорость изменения концентраций реагентов или продуктов, с поправкой на их стехиометрические коэффициенты. Её определяют экспериментальным путём, измеряя концентрацию одного или нескольких компонентов реакции в разные моменты времени и используя приведённые формулы.