однієї з речовин можна судити про відповідні зміни кількостей всіх інших.
Швидкістю хімічної реакції називають зміну кількості речовини реагенту або продукту за одиницю часу в одиниці об'єму (V):
=?/(V * T).
Швидкість реакції в даному випадку зазвичай виражається в моль/(л с).
Наведений вираз відноситься до гомогенним хімічним реакціям, що протікає в однорідному середовищі, наприклад між газами або в розчині:
Гази: 2SO2 + O2=2SO3,
Розчин: BаСl2 + Н2SO4=ВаSО4 + 2НСl.
Гетерогенні хімічні реакції йдуть на поверхні зіткнення твердого речовини і газу, твердого речовини і рідини тощо До гетерогенним реакцій відносяться, наприклад, реакції металів з кислотами:
е + 2НСl=FeСl2 + Н2.
У цьому випадку швидкістю реакції називають зміну кількості речовини реагенту або продукту за одиницю часу на одиниці поверхні (S):
=?/(S * T).
Швидкість гетерогенної реакції виражається в моль/(м2 с).
Щоб управляти хімічними реакціями, важливо не тільки вміти визначати їх швидкості, але і з'ясувати, які умови справляють на них вплив. Розділ хімії, що вивчає швидкість хімічних реакцій і вплив на неї різних факторів, називається хімічною кінетикою.
1.1.1 Поняття про енергію активації
Зіткнення хімічних частинок призводить до хімічної взаємодії лише в тому випадку, якщо зіштовхуються частинки мають енергією, що перевищує деяку певну величину. Розглянемо взаємодію газоподібних речовин, що складаються з молекул А2 і В2:
А2 + В2=2АВ.
У ході хімічної реакції відбувається перегрупування атомів, що супроводжується розривом хімічних зв'язків у вихідних речовинах і утворенням зв'язків у продуктах реакції. При зіткненні реагуючих молекул спочатку утворюється так званий активоване комплекс, в якому відбувається перерозподіл електронної щільності, і лише потім виходить кінцевий продукт реакції:
Енергію, необхідну для переходу речовин в стан активованого комплексу, називають енергією активації.
Активність хімічних речовин проявляється у низькій енергії активації реакцій за їх участю. Чим нижче енергія активації, тим вище швидкість реакції. Наприклад, в реакціях між катіонами і аніонами енергія активації дуже мала, тому такі реакції протікають майже миттєво. Якщо енергія активації велика, то дуже мала частина зіткнень призводить до утворення нових речовин. Так, швидкість реакції між воднем і киснем при кімнатній температурі практично дорівнює нулю.
1.2 Фактори, що впливають на швидкість хімічної реакції
. 2.1 Вплив концентрації на швидкість хімічної реакції
Найважливіший фактор, що визначає швидкість хімічної реакції, - концентрація. При підвищенні концентрації реагуючих речовин швидкість реакції, як правило, зростає. Для того щоб вступити в реакцію, дві хімічні частинки повинні зблизитися, тому швидкість реакції залежить від числа зіткнень між ними. Збільшення числа частинок в даному обсязі призводить до більш частих зіткнень і до зростання швидкості реакції.
Для гомогенних реакцій підвищення концентрації одного або декількох реагуючих речовин призведе до збільшення швидкості реакції. При зниженні концентрації спостерігається протилежний ефект. Концентрація речовин в розчині може бути змінена шляхом додавання або видалення зі сфери реакції реагуючих речовин або розчинника. У газах концентрація однієї з речовин може бути збільшена шляхом введення додаткової кількості цієї речовини в реакційну суміш. Концентрації всіх газоподібних речовин можна збільшити одночасно, зменшуючи об'єм, займаний сумішшю. При цьому швидкість реакції зросте. Збільшення обсягу призводить до зворотного результату.
Швидкість гетерогенних реакцій залежить від площі поверхні зіткнення речовин, тобто від ступеня подрібнення речовин, повноти змішування реагентів, а також від стану кристалічних структур твердих тіл. Будь-які порушення в кристалічній структурі викликають збільшення реакційної здатності твердих тіл, тому для руйнування міцної кристалічної структури потрібна додаткова енергія.
Розглянемо горіння деревини. Ціле поліно горить на повітрі порівняно повільно. Якщо збільшити поверхню зіткнення дерева з повітрям, розколів поліно на друзки, швидкість горіння збільшиться. Разом з тим деревина горить в чистому кисні значно швидше, ніж на повітрі, який містить лише близько 21% кисню.
Для протікання хімічної реакції повинно відбутися...
