Тема урока Факторы, влияющие на скорость химической реакции

влияние на скорость реакций таких факторов, как природа реагирующих веществ,

их концентрация, площадь соприкосновения и температура. Дать понятие о катализаторах.
Одна из задач химиков характеризовать быстроту протекания химических реакций, чтобы уметь управлять скоростью химических реакций в своих интересах.

частиц реагентов, которые обладают определённой энергией.
Выводы:
Чем больше частиц реагентов, чем

ближе они друг к другу, тем больше шансов у них столкнуться и прореагировать.
К реакции приводят лишь эффективные соударения, т.е. такие при которых разрушаются или ослабляются «старые связи» и поэтому могут образоваться «новые». Но для этого частицы должны обладать достаточной энергией.
Минимальный избыток энергии (над средней энергией частиц в системе), необходимый для эффективного соударения частиц в системе), необходимый для эффективного соударения частиц реагентов, называется энергией активации Еа.

на примере реакции в общем виде А2 + В2 = 2АВ

состав, строение, взаимное влияние атомов в неорганических и органических веществах.
Величина

энергии активации веществ – это фактор, посредством которого сказывается влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции.

столкновений увеличивается только на ~ 1,6 %, а скорость реакции

увеличивается в 2-4 раза.
Число, показывающее, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 10° С, называют температурным коэффициентом.
Правило Вант-Гоффа математически выражается следующей формулой:




где –скорость реакции при температуре t2,
– скорость реакции при температуре t1,
– температурный коэффициент.

Правило Якоба Хендрика Вант-Гоффа применимо только в узком интервале температур и не для всех химических реакций.

от температуры(градусы Кельвина) передает уравнение Аррениуса( предложено в 1889 году

шведом Сванте Августом Аррениусом) - Ea /RT = o e o – общее число столкновений молекул реагентов в единицу времени, е — основание натуральных логарифмов (число, приблизительно равное 2,712), R - газовая постоянная 8,31 Дж/моль К, Еa - энергия активации.
Е1 - средняя энергия молекул исходных веществ, Е2 - средняя энергия молекул продуктов реакции

катализаторов;
поверхность соприкосновения реагирующих веществ (в гетерогенных реакциях).

а) при повышении температуры от 10° до 50° С;

б) при понижении температуры от 10° – 0° С.
Температурный коэффициент реакции равен 3.

раз.
б)


Скорость реакции уменьшится в 3 раза.

г. норвежские учёные Като Максимилиан Гульдберг и Петер Вааге и

независимо от них в 1865 г. русский учёный Н.И. Бекетов сформулировали основной закон химической кинетики- закон действующих масс, устанавливающий зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ:

скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях равных их коэффициентам в уравнении реакции.

Применим для химических реакций, уравнение которых непосредственно отражает элементарный акт.
Например, реакция H2 + I2 = 2HI, NO2 + CO = NO + CO2, 2NO + Cl2 = NOCl2. 

К реакциям не отражающим элементарный акт, закон действующих масс применить нельзя.
Например, H2 + Cl2 = 2HCl, H2 + O2 = 2H2O (цепные реакции)

уравнение которой nA+mB=cD может быть вычислена по формуле:

V=k*[A]n*[B]m - кинетическое уравнение , где
[A], [B]– молярные концентрации веществ А и В (моль/л), k– коэффициент пропорциональности, называемый константантой скорости реакции.
Зависит от природы реагирующих веществ, температуры и катализатора.

А) H2+I2=2HI;
Б) 2 Fe + 3CI2= 2

FeCI3.
2. Как изменится скорость реакции, имеющей кинетическое уравнение
v= kCA 2CB, если
А) концентрацию вещества А увеличить в 3 раза;
Б) концентрацию вещества А увеличить в 3 раза, а концентрацию В уменьшить в 3 раза?

а)


скорость реакции увеличится в 9

раз.
б)

скорость реакции увеличится в 8 раз.

реакции?
2. Приведите примеры известных вам каталитических реакций из органической и

неорганической химии. Укажите названия веществ – катализаторов.
3. Выскажите предположение о механизме действия катализаторов (на основе теории столкновений).
4. Каково значение каталитических реакций?

в химической реакции и увеличивают её скорость, оставаясь к концу

реакции неизменными, называются катализаторами.
Вещества, которые замедляют скорость химической реакции, называют ингибиторами.
Механизм действия катализаторов связан с уменьшением энергии активации реакции за счет образования промежуточных соединений.
Термины катализ и катализатор ввел шведский химик Берцелиус в 1835году.
Катализ – это процесс изменения скорость химической реакции с помощью катализаторов.
При гомогенном катализе реагенты и катализатор составляют одну фазу (находятся в одном агрегатном состоянии), при гетерогенном катализе - разные фазы (находятся в различных агрегатных состояниях).

поверхности соприкосновения реагентов (измельчение);
-повышению реакционной способности частиц на поверхности

образующихся при измельчении микрокристаллов;
-непрерывному подводу реагентов и хорошему отводу продуктов с поверхности, где идёт реакция.
Фактор связан с гетерогенными реакциями, которые протекают на поверхности соприкосновения реагирующих веществ: газ - твердое вещество, газ - жидкость, жидкость - твердое вещество, жидкость - другая жидкость, твердое вещество - другое твердое вещество, при условии, что они не растворимы друг в друге.
Приведите примеры гетерогенных реакций.

пути всех частиц, вступающих в химическую реакцию, имеется энергетический барьер,

равный энергии активации Eа.
Скорость реакции зависит от факторов:
-природа реагирующих веществ;
-температура;
-концентрация реагирующих веществ;
- действие катализаторов;
-поверхность соприкосновения реагирующих веществ (в гетерогенных реакциях).

гомогенных реакций зависит от:
1)природы реагирующих веществ;

2) концентрации реагирующих веществ; 3)температуры; 4) наличия в реакционной смеси катализатора.
Скорость гетерогенных реакций зависит так же от: 1) скорости подвода реагентов к границе раздела фаз;2) скорости реакции на границе раздела фаз;3)скорости отвода продуктов реакции от границы раздела фаз.

посредством которого сказывается влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции.

Чем меньше энергия активации, тем больше эффективных соударений реагирующих частиц.
При увеличении температуры на 10º С общее число активных соударений увеличивается в 2-4 раза.
Чем больше концентрации реагентов, тем больше соударений реагирующих частиц, а среди них и эффективных соударений.
Катализатор изменяет механизм реакции и направляет её по энергетически более выгодному пути с меньшей энергией активации. Ингибитор замедляет ход реакции.
Гетерогенные реакции протекают на поверхности соприкосновения реагирующих веществ. Нарушение правильной структуры кристаллической решётки приводит к тому, что частицы на поверхности образующихся микрокристаллов значительно реакционноспособнее, чем те же частицы на «гладкой» поверхности.