Условие задачи

Что такое скорость химической реакции? От каких факторов она зависит?

Решение

Дисциплина: Химия (конкретно – кинетика химических реакций).

Решение:

1. Определение скорости реакции

Скорость химической реакции характеризует, с какой скоростью в растворе происходит изменение концентраций реагирующих веществ или образующихся продуктов. Обычно скорость реакции выражают как изменение концентрации вещества (например, в молях на кубический дециметр, моль∙дм⁻³) за единицу времени (в секундах, с). Если обозначить концентрацию вещества условно как [A], то мгновенная скорость реакции можно выразить формулой:

v = ∆[A]⁄∆t или v = d[A]⁄dt

При этом для реакций с участием нескольких реагентов скорость можно записывать по отношению к каждому из них, учитывая стехиометрические коэффициенты.

2. Факторы, от которых зависит скорость реакции

а) Концентрация реагентов. Чем выше концентрация реагентов, тем больше число столкновений между молекулами за определённый промежуток времени, что приводит к увеличению скорости реакции.

б) Температура. С повышением температуры кинетическая энергия молекул возрастает, а число столкновений, имеющих достаточную энергию для преодоления энергетического барьера (активационной энергии), возрастает. Поэтому увеличение температуры приводит к ускорению химической реакции.

в) Природа реагентов. Химическая природа веществ определяет активационную энергию, необходимую для протекания реакции. Реакции с участием слабых связей и легкорастворимых веществ обычно протекают быстрее, чем реакции с сильными связями.

г) Наличие катализаторов. Катализатор ускоряет реакцию, снижая активационную энергию и изменяя механизм реакции, но сам не расходуется в процессе.

д) Давление (для газовых реакций). Увеличение давления приводит к увеличению концентрации газов, что аналогично увеличению концентрации реагентов в растворе, и, соответственно, повышает скорость реакции.

е) Поверхность контакта (для реакций между твердым и жидким или газообразным веществами). Чем больше площадь поверхности реагирующего твердого вещества, тем больше возможность для столкновений с другим реагентом.

ж) Другие условия: наличие света, растворитель, pH среды и другие факторы также могут оказывать влияние на скорость реакции.

Вывод:

Скорость химической реакции – это мера изменений концентраций реагентов или продуктов за единицу времени. От неё зависят концентрация реагентов, температура, давление, природа веществ, присутствие катализаторов и другие условия, способствующие увеличению или уменьшению числа эффективных столкновений между молекулами.

Нужно решить другие задачи?

Решить задачу