""Скорость химических реакций"

2

Гомогенные

Реакции протекают в однородной среде

N2 (газ) + 3H2 (газ) ↔ 2NH3

NaOH(р-р) + HCl(р-р) → NaCl + H2O

Гетерогенные

Реакция идет между веществами,
находящимися в разных
агрегатных состояниях или
между веществами, не
способными образовывать
гомогенную среду

C (тв.) + O2(газ) → CO2

Zn(тв.) + 2HCl(р-р) → ZnCl2 + H2↑

3

Скорость гомогенной реакции (υгомог.) определяется изменением количества вещества в единицу времени в единице объёма

υгомог. =



где Δ n – изменение числа молей одного из веществ, (моль);
Δt – интервал времени (с, мин);
V – объем газа или раствора (л)

ΔC – изменение концентрации

4

Скорость гомогенной реакции (υгомог.) определяется изменением концентрации одного из веществ в единицу времени

5

Скорость гетерогенной реакции (υгетер.) определяется изменением количества вещества в единицу времени на единице поверхности соприкосновения веществ

=

где Δ n – изменение количества вещества (реагента или продукта), (моль);
Δt – интервал времени (с, мин);
S – площадь поверхности соприкосновения веществ (см2, м2)

6

Энергия активации Еакт - минимальный избыток энергии, который должна иметь частица (или пара частиц), чтобы произошло эффективное соударение

7

1. Если Еакт < 40 кДж/моль,
скорость такой реакции очень большая.

Fe4[Fe(CN)6]3

берлинская лазурь

2. Если Еакт > 120 кДж/моль,
скорость таких реакций очень мала

4Fe + 2Н2О + ЗО2 = 2(Fe2O3 • Н2О)

8

Если Еакт имеют промежуточные значения
(40 – 120 кДж/моль),
то скорость таких реакций будет средней.

бромная вода

9

Якоб Хендрик Вант-Гофф

1852 – 1911г.г.
Голландский химик. Один из основателей физической химии и стереохимии. Предложил классификацию химических реакций. Установил, что повышении температуры на каждые 100С скорость реакции увеличивается в 2-4 раза.

Температура: при ↑ t на каждые 100 С, υ ↑ в 2-4 раза (правило Вант-Гоффа)






При ↑ t, ↑ количество активных частиц (с Еакт) и их активных соударений.

10

Дано:
υt1 = 1 моль/л ∙ ч
γ =3
t1 = 00С
t2 = 300С

Найти: υt2

Задача 1.
Скорость некоторой реакции при 00С равна 1 моль/л ∙ ч, температурный коэффициент реакции равен 3. Какой будет скорость данной реакции при 300С?

Решение:

υt2 = υt1 ∙ γ Δt/10

υt2 =1∙330 - 0/10 = 33 = 27 моль/л∙ч

Ответ: Скорость данной реакции при 300С будет равна 27 моль/л∙ч

11

Концентрация: чем ↑ С, тем чаще происходят соударения и υ ↑.

Закон действующих масс (з. д. м.):
Скорость химической реакции (υх.р.) прямо пропорциональна
произведению концентраций реагирующих веществ,
взятых в степенях их коэффициентов в уравнении реакции

Для реакции mA + nB = C по закону действующих масс:

υ = k ∙ СAm ∙ CBn
где k – константа скорости; С – концентрация (моль/л)

Для газообразных веществ υ х.р. зависит от давления (что аналогично изменению концентрации реагирующих веществ)

12

Задача 2.

Реакция идет по уравнению А +2В → С. Во сколько раз и как изменится скорость реакции, при увеличении концентрации вещества В в 3 раза?

Решение:
А +2В → С
По з.д.м. υ = k ∙ СA ∙ CB2
Пусть СА = а, СВ = в, тогда
υ1 = k ∙ а ∙ в2
υ2 = k ∙ а ∙ 3в2
υ1/ υ2 = а ∙ в2 / а ∙ 9в2 = 1/9

Дано:
↑СВ в 3 раза

Найти:
Как измениться
υх.р.

Ответ: скорость реакции увеличится в 9 раз

13

Катализаторы – вещества, которые изменяют механизм реакции, уменьшают Еакт => υ ↑.
▪ Катализаторы остаются неизменными по окончании
реакции

▪ Ферменты – биологические катализаторы, по природе
белки

▪ Ингибиторы – вещества, которые ↓ υ

H2SO4 + Fe = FeSO4 + Cu

1. Железный гвоздь

2. Железные опилки