Скорость химической реакции

Скорость химической реакции характеризует количество вещества, вступающего в реакцию в единицу времени. Так как в реакции принимает участие несколько веществ, то говорят не о скорости химического процесса вообще, а о скорости по некоторому компоненту. Для гомогенного химического процесса, идущего при постоянном объеме, скоростью химической реакции по некоторому веществу называется изменение концентрации этого вещества в единицу времени. Если концентрация одного из реагирующих веществ в момент времени t ₁ равна С ₁, а в момент времени t ₂ равна С ₂, то средняя скорость реакции (v) равна:

С₂ – С₁

v = ————

t ₂ – t ₁

Так как концентрация исходного вещества в процессе реакции убывает, то разность С ₂ – С ₁ имеет отрицательный знак. Скорость химической реакции всегда является величиной положительной. Поэтому средняя скорость реакции будет равна:

ΔС

v = – ——

Δt

Переходя к бесконечно малым измерениям мы получаем мгновенную скорость химической реакции:

d С

v = – ——

d t

Если С – концентрация одного из исходных веществ реакции, то d C /d t < 0, а если С – концентрация одного из продуктов реакции, то d C /d t > 0. Поэтому в общем случае кинетическое уравнение имеет вид:

d С

v = ± ——

d t

Если концентрация вещества выражается в моль/л, а время в секундах, то скорость реакции имеет размерность М∙с^-1.

Зависимость концентрации какого-либо вещества от времени в ходе химической реакции, называется кинетической кривой. Крутизна кинетической кривой в каждый момент времени характеризует истинную скорость реакции в этот момент времени, так как наклон касательной в каждой точке кривой численно равен скорости: v = tg α (рис.1).

Рис. 1. Кинетическая кривая

Скорость реакции между веществами А и В можно записать как:

v = k [A] ⁿ¹ ∙ [B] ⁿ²,

где величины n₁ и n₂ – порядки реакции по веществу А и В, k - константа скорости реакции. Сумму порядков реакции по всем реагирующим веществам называют порядком реакции. Порядок реакции – величина формальная. Он может быть положительным, отрицательным, целым или дробным, а также нулевым числом. Порядок реакции определяется опытным путем, так как для большинства реакций порядки реакции по веществу не равнозначны стехиометрическим коэффициентам.

Дата добавления: 2015-07-11