Влияние концентрации на скорость

 

Необходимым условием того, чтобы между частицами исходных веществ произошло химическое взаимодействие, является их столкновение друг с другом. Число соударений, в свою очередь, тем больше, чем выше концентрация каждого из исходных веществ. Зависимость скорости простых химических реакций от концентрации определяется законом действующих масс, открытым опытным путем К. М. Гульдбергом и П. Вааге в 1867 году.

 

Закон действующих масс: скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций веществ, взятых в равных степенях в уравнении реакции.

 

Для реакций аА + bВ = С

где А и B — концентрации реагирующих веществ;

a и d — коэффициенты в уравнении;

k — коэффициент пропорциональности, называемый константой скорости, зависящей от природы реагирующих веществ и температуры. Если принять [А] = [В] = 1, то , т. е.

 

Константа скорости реакции численно равна скорости реакции при концентрациях реагирующих веществ, равных единице.

 

Влияние температуры на скорость

 

При повышении температуры увеличивается скорость движения молекул, а следовательно, и число столкновений между ними в единицу времени.

Влияние температуры на скорость химической реакции подчиняется правилу Вант-Гоффа, согласно которому при повышении температуры на каждые 10⁰ скорость большинства реакций увеличивается в 2—4 раза. Число, показывающее, во сколько раз увеличивается скорость данной реакции при повышении температуры на 10°, называется температурным коэффициентом реакции. Математически эта зависимость выражается соотношением

где — температурный коэффициент реакции,

— скорости реакции; соответственно при начальной (t1,) и конечной (t2) температурах, Д* — изменение температуры (t2 —t1).

Правило Вант-Гоффа приближенное и может применяться к реакциям, протекающим при температурах от 0°С до 300°С и в небольшом температурном интервале. С повышением температуры температурный коэффициент скорости реакции уменьшается, приближаясь к единице.

Более точная зависимость скорости химической реакции от температуры экспериментально установлена Аррениусом.

 

ln k = В-А / Т,

 

где k — константа скорости реакции,

В и А — постоянные для данной реакции.

Изменение температуры влияет на скорость химических реакций, происходящих в живых организмах. Жизненные процессы имеют свои температурные границы, при выходе за которые скорости процессов настолько увеличиваются или настолько замедляются, что наступает гибель организма. Обычно эти температурные границы находятся в пределах от 0 ° до 45 °—50 °С.

Сильное изменение скорости реакции с изменением температуры объясняет теория активации. Согласно этой теории в химическое взаимодействие вступают только активные молекулы (частицы), обладающие энергией, достаточной для осуществления данной реакции. Неактивные частицы можно сделать активными, если сообщить им дополнительную энергию, — этот процесс называется активацией. Один из способов активации — увеличение температуры: при повышении температуры число активных частиц сильно возрастает, благодаря чему резко увеличивается скорость реакции.

 

Энергия активации — энергия, которую надо сообщить молекулам (частицам) реагирующих веществ, чтобы превратить их в активные.

 

Энергию активации определяют опытным путем, обозначают буквой Е_а и выражают в кДж/моль. Например, для реакции

Н₂ + I₂ = 2Н I

Е_a = 167 кДж/моль, а для распада

2Н I = Н₂+I₂

Е_a = 186,2 кДж/моль.

Энергия активации зависит от природы реагирующих веществ и служит характеристикой каждой реакции.

 

---

Дата добавления: 2021-04-24; просмотров: 84; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!