Тема 19. Скорость реакции, ее зависимость от различных факторов

Тема 19. Скорость реакции, ее зависимость от различных факторов

Скорость химической реакции определяется изменением количества вещества, вступающего в реакцию или образующегося в результате реакции в единицу времени в единице объема системы (для гомогенной реакции) или на единице площади поверхности раздела между веществами (для гетерогенной реакции).

Скорость реакции зависит от:

– концентрации реагирующих веществ в случае гомогенных реакций (газов, растворенных веществ): чем больше концентрация реагирующих веществ, тем больше скорость реакции. Концентрацию веществ можно повысить, добавляя вещества, а для газов – увеличивая давление в реакционном сосуде, уменьшая его объем. Скорость реакции между веществами A и B в реакции

A + B = C + D

зависит только от концентрации исходных веществ A и B, от концентрации C и D скорость не зависит;

– площади поверхности раздела между веществами (для гетерогенной реакции). Если реакция гетерогенная – например, с участием твердого вещества, то реакция протекает только на поверхности твердого вещества, чем больше эта поверхность, чем больше измельчено вещество, тем больше скорость реакции;

– температуры. Увеличение температуры всегда увеличивает скорость реакции;

– присутствия катализатора. Катализатор – вещество, которое участвует в реакции, увеличивает скорость реакции, но в ее продукты не входит. Если реакция обратимая, катализатор увеличивает скорость как прямой, так и обратной реакции и не смещает равновесие в системе.

Рассмотрим решение задач по теме «Скорость реакций» на примере одной гомогенной и одной гетерогенной реакции.

Пример 1. Дана реакция:

2СО + О₂ = 2СО₂

Это реакция между газами, гомогенная реакция. Ее скорость увеличивается при:

– увеличении концентрации реагирующих веществ. Увеличить концентрацию СО и/или О₂ и, соответственно, скорость реакции можно при:

– добавлении СО и/или О₂;

– увеличении давления, так как реакция протекает между газами;

– уменьшении объема реакционного сосуда;

– увеличении температуры;

– добавлении катализатора.

Следует внимательно читать задание: возможно, будет нужно выбрать факторы, при которых скорость реакции уменьшится. Скорость данной реакции уменьшается при:

– уменьшении концентрации СО. Уменьшить концентрацию СО и скорость реакции можно при:

– удалении СО;

– уменьшении давления;

– увеличении объема реакционного сосуда;

– уменьшении температуры, охлаждении;

– добавлении ингибитора (ингибитор – вещество, уменьшающее скорость реакции).

Скорость данной реакции не зависит от:

– изменении концентрации продукта реакции;

– изменения площади поверхности реагентов, иначе – от их измельчения, так как реагирующие вещества – газы.

Пример 2. Дана реакция:

Fe + 2H⁺ = Fe²⁺ + H₂

Это ионное уравнение реакции взаимодействия железа с кислотой, железо – твердое вещество, это гетерогенная реакция. Ее скорость увеличивается при:

– увеличении площади поверхности реагентов, иначе – от степени измельчения твердого вещества – железа;

– увеличении концентрации растворенного вещества – ионов 2H⁺, концентрации кислоты;

– увеличении температуры;

– добавлении катализатора.

Скорость данной реакции уменьшается при:

– уменьшении площади поверхности реагентов,

– уменьшении концентрации кислоты, Н+ - например при разбавлении;

– уменьшении температуры, охлаждении;

– добавлении ингибитора.

Скорость данной реакции не зависит от:

– изменения концентрации продуктов реакции – газа водорода и/или ионов железа;

– изменения давления, так как реагирующие вещества – не газы.

12 Следующая ⇒