Скорость химической реакции

«Скорость

химических реакций.
Факторы, влияющие

на скорость
химической

реакции»

Скорость химических реакций -

Это изменение

концентрации одного из
реагирующих или
одного из продуктов
реакции в единицу
времени.

Химические реакции

 Гомогенные -
реагирующие вещества

и продукты реакции
находятся в одной
фазе



2SO2 (г) + O2 (г) = 2SO3 (г)



HCl(ж) + NaOH(ж) =

NaCl(ж) + H2O

 Гетерогенные –

реагирующие

вещества и продукты
реакции находятся в
разных фазах



S (тв) + O2(г) = SO2(г)



Zn(тв) + 2HCl(ж) =
ZnCl2(ж) + H2(г)

Скорость реакции определяется изменением

количества вещества в единицу времени.

В единице V (для гомогенной) На единице поверхности

соприкосновения веществ S
(для гетерогенной)

n - изменение количества
вещества (моль);
 t– интервал времени (с,
мин)



















лс
моль

t
C

t

t

С

С

гомоген

1

2

1

2















2см

мин

моль

St
n

гетероген


C
V
n



- изменение

молярной
концентрации

Задача на применение знаний по «Скорости

химических реакций»

 Химическая реакция протекает в

растворе, согласно уравнению: А+В = С.
Исходные концентрации: вещества А –
0,80 моль/л, вещества В – 1,00 моль/л.
Через 20 минут концентрация вещества А
снизилась до 0, 74 моль/л. Определите:
а) среднюю скорость реакции за этот
промежуток времени;

б) концентрацию вещества В через 20

мин.

Самопроверка.

Дано:

С (А)1 = 0,80
моль/л
С (В)1 = 1,00
моль/л
С (А)2 = 0,74
моль/л
= 20 мин

Найти.
а) гомоген =?
б) С (В)2 =?

Решение:

а) определение средней скорости реакции в
растворе производится по формуле:



б) определение количеств реагирующих веществ:
А + В = С
По уравнению 1 моль 1 моль
По условию 0,06 моль 0,06 моль
Количества
прореагировавших веществ.
Следовательно, С(В)2 = С(В)1 -  С =
1,00 -0,06=0,94моль/л
Ответ: гомоген. = 0,003 моль/л С(В)2 = 0,94

моль/л

t



.

003,0
20
06,0

20

74,0

80,0

минл
моль

t
C

гомоген















Задача на применение знаний по
«Скорости химических реакций»

 В некоторый момент времени

концентрация хлора Cl2 в сосуде, в
котором протекала реакция

Н2 + Cl2 = 2HCl, была равна 0,06

моль/л. Через 5 сек концентрация
хлора составила 0,02 моль/л. Чему
равна средняя скорость данной
реакции в указанный промежуток
времени.

Самопроверка.

Дано:

С (Cl2)1 = 0,06
моль/л
С (Cl2)2 = 0,02
моль/л
= 5 сек

Найти.
гомоген =?

Решение:

определение средней скорости реакции в
растворе производится по формуле:








Ответ: гомоген. = 0,008 моль/л

t



.

008,0
5
04,0

5

02,0

06,0

секл
моль

t
C

гомоген















Факторы, влияющие на скорость

химической реакции

 природа реагирующих веществ;
 температура;
 концентрация реагирующих

веществ;

 действие катализаторов;
 поверхность соприкосновения

реагирующих веществ (в
гетерогенных реакциях).

Теория столкновений.

Основная идея еѐ такова: реакции происходят при
столкновении частиц реагентов, которые обладают

определѐнной 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.

1. Природа реагирующих

веществ.



Под природой реагирующих веществ
понимают их 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.

Задание на применение знаний

 Объясните разную скорость

взаимодействия цинка и магния с
уксусной кислотой; цинка с соляной
и уксусной кислотой.

 Напишите соответствующие

реакции.

2. Температура



При увеличении температуры на каждые 10° С
общее число столкновений увеличивается только
на ~ 1,6 %, а скорость реакции увеличивается в 2-
4 раза (на 100-300%).



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.

10

1

2

1

2t

t 











2


1


Задача на применение знаний:

 Определите, как изменится

скорость некоторой реакции:

а) при повышении температуры от

10° до 50° С;

б) при понижении температуры от

10° – 0° С.

Температурный коэффициент

реакции равен 3.

Самопроверка

а) подставить данные задачи в формулу:




скорость реакции увеличится в 81 раз.

б)

Скорость реакции уменьшится в 3 раза.

;

3

3

4

10

10

10

50

10

50

0

0

0

0










С

при

С

С

С

при

С

при






.

81
0

10

50

С

при

С

при








.
3
3

3

0

0

0

0

0

0

10

1

10

10

100

10

0

С

при

С

при

С

при

С

при























3. Концентрации реагирующих

веществ.



На основе большого экспериментального материала в
1867 г. норвежские учѐные К. Гульдберг, и П Вааге и
независимо от них в 1865 г. русский учѐный Н.И.
Бекетов сформулировали основной закон химической
кинетики, 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.

Этот закон ещѐ называют
законом действующих масс.

Математическое выражение

закона действующих масс.



По закону действующих масс скорость реакции,
уравнение которой А+В=С может быть вычислена
по формуле:

v= k·CA·CB,
а скорость реакции, уравнение которой А+2В=D,

может быть вычислена по формуле:

v= k·CA ·CB2.
В этих формулах: CA и CB – концентрации веществ

А и В (моль/л), k – коэффициенты
пропорциональности, называемые константами
скоростей реакции. Эти формулы также
называют кинетическими уравнениями.

Задача на применение знаний:

 Составьте кинетические

уравнения для следующих
реакций:

А) H2+I2=2HI

Б) S + O2 = SO2

В) 2 SO2 + O2 =2 SO3

Б) 2 Fe + 3CI2= 2 FeCI3

Задача на применение знаний:

 Как изменится скорость реакции,

имеющей кинетическое
уравнение

v= kCA2CB, если:
а) концентрацию вещества А

увеличить в 3 раза

б) концентрацию веществ А и В

увеличить в 2 раза

Самопроверка.



Решение. Подставим соответствующие данные в
кинетическое уравнение, сравним скорости реакций.

скорость реакции увеличится в 9 раз.









9
9

)

(

)

3(

2

2

2

2

1

2

B

A

B

A

B

A

B

A

C

kC

C

kC

C

Ck

С

C

k












8
8

)

2()

2(

2

2

2

2

1

2

B

A

B

A

B

A

B

A

C

kC

C

kC

C

kC

C

C

k




4. Действие катализатора

Обсуждение вопросов:
 1.Что такое катализатор и

каталитические 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?

5.Поверхность соприкосновения

реагирующих веществ.



Скорость реакции увеличивается благодаря:

-увеличению площади поверхности соприкосновения

реагентов (измельчение);

-повышению реакционной способности частиц на

поверхности образующихся при измельчении
микрокристаллов;

-непрерывному подводу реагентов и хорошему отводу

продуктов с поверхности, где идѐт 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.