Химическая кинетика

факторах, влияющих на неё;
Химическая реакция – взаимодействие молекул, приводящее

к изменению их химического состава, т.е. к образованию новых молекул;
Изменение химического состава молекул происходит за счет перераспределения атомов между реагирующим молекулами.

общем виде А + В

С
SO3 + H2O H2SO4
Реакции разложения:
В общем виде А В + С
CaCО3 CaO + CO2
Реакции обмена:
В общем виде АВ + СD AD + BC
CuCl2 + 2KOH Cu(OH)2 + 2KCl

А + ВС АС + В

Zn + 2HCl ZnCl2 + H2
Реакции нейтрализации:
В общем виде Н·А + В·OH AB + H2O
HCl + NaOH NaCl + H2O

химических реакций
Столкновения молекул;
Наличие у молекул в момент столкновения

повышенного запаса энергии;
Избыток энергии выше среднего запаса называется энергией активации;
Чем ниже величина энергии активации, тем легче вступают во взаимодействия реагирующие молекулы;

ориентации реагирующих молекул:
Это условие необходимо для взаимодействия молекул больших

размеров

количество молекул вступает в реакцию или образуется за счет реакции

в единице объема за единицу времени;
Скорость химической реакции имеет размерность моль/л·мин;
Скоростью химической реакции еще можно считать изменение концентрации реагирующих веществ или продуктов реакции во времени: ΔС/Δt;

концентрации реагирующих веществ
Эту зависимость описывает закон действующих масс:

скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ;
В случае реакции A + B C
этой зависимости соответствует уравнение:
v = k· [A] · [B]

Константа скорости реакции

температуры скорость химических реакций возрастает, так как увеличивается число столкновений

реагирующих молекул, у молекул запас энергии становится больше.
Правило Вант-Гоффа
При увеличении температуры на каждые 10°С скорость большинства реакций повышается в несколько раз (2-4 раза).

возрастает скорость конкретной реакции при увеличении температуры на каждые 10°С;

Температурный коэффициент Вант-Гоффа (γ) находится по формуле:

v1

v2

γ

=

t2-t1
10°C

V1 - скорость реакции при низкой температуре
V2 - скорость реакции при высокой температуре

любой температуры;
Для этого достаточно определить скорость данной реакции при

каком-то одном значении температуры:

v2 = v1 · γ v1 = v2\ γ

t2-t1
10°C

t2-t1
10°C

которое не является участником данной реакции;
Такое вещество называется катализатором;

процессе химической реакции катализатор подвергается изменениям, из одной формы переходит

в другую. Однако он всегда возвращается в исходную форму;
Поэтому катализатор не расходуется, и его содержание в реакционной смеси всегда очень низкое.

Катализ
гомогенный

гетерогенный
В случае гомогенного катализа все его участники: катализатор, исходные и конечные продукты реакции имеют одинаковое агрегатное состояние;
В случае гетерогенного катализа катализатор – твердое тело, а исходные и конечные продукты находятся в газообразном или жидком состоянии

вступает в реакции с исходными веществами, вследствие чего образуются промежуточные

неустойчивые соединения, подвергающиеся последующим превращениям, приводящим в итоге к образованию конечных продуктов реакции и переходу катализатора в исходную форму;

величину энергии активации и поэтому у них очень высокая скорость.

поверхностью вследствие пористости (губчатая платина, активированный уголь и др.);

Реагирующие вещества, находящиеся в газообразном или жидком состоянии сорбируются на поверхности твердого катализатора;

на поверхности катализатора создается повышенная локальная (местная) концентрация реагирующих молекул,

что способствует лучшему их взаимодействию;
Благодаря сорбции у реагирующих молекул создается благоприятная взаимная пространственная ориентация.

Выпадение конечных продуктов в осадок;
Выделение конечных продуктов в виде

газа;
Выделение большого количества энергии.

в двух направлениях;
А

+ В C + D
Для обратимых химических реакций характерно состояние равновесия;

Прямая стадия

Обратная стадия

D
А + В C

+ D

С + D A + В

v

t

Равновесие

исходных веществ при наступлении равновесия:

А + В C + D
[C] ·[D]

[А] ·[В]

Кравн. =

V1 = V2
Концентрации исходных и конечных продуктов больше не изменяются:
[А],[В], [C], [D] = const
Соотношение между концентрациями исходных и конечных продуктов не изменяется: [С] · [D]
[A] · [B]

= const

реакцию, находящуюся в равновесии, какого-либо фактора повышается скорость той стадии,

которая устраняет действие этого фактора

+ В С +

D
Дополнительное поступление в реакционную среду исходных веществ (A,B) или удаление конечных продуктов (C, D) вызывает повышение скорости прямой стадии;
Удаление из реакционной системы исходных веществ (A, B) или дополнительное поступление веществ, являющимися конечными продуктами (C,D), ускоряет обратную стадию.

C + D

+ Q

При нагревании повышается скорость эндотермической реакции, так как она поглощает тепло;
При охлаждении повышается скорость экзотермической реакции, выделяющей тепло.

t°

t°

При повышении давления повышается скорость той стадии, которая приводит у

уменьшению объема, занимаемого молекулами газа – т.е количества молекул
(в данном случае прямой стадии);
При снижении давления повышается скорость стадии, вызывающий возрастание объема, занимаемого молекулами – т.е. количества молекул
(в данном случае обратной стадии)

Р

Р