Швидкість і енергія хімічних реакцій

Швидкістю хімічної реакції називається зміна концентрації одного з реагуючих речовин за одиницю часу. Для того щоб відбулася хімічна реакція, атоми або молекули реагуючих речовин повинні прийти в зіткнення або, просто кажучи, зіткнутися. Це необхідна умова для виникнення реакції, але воно не є достатнім. Взаємодіючі частинки повинні володіти певним спорідненістю один до одного. Це спорідненість залежить від будови і енергії атомів і молекул, і чим воно більше, тим вища ймовірність того, що вони утворюють з’єднання. Очевидно, що чим більше частинок міститься в даному обсязі реакційного середовища, тим частіше вони будуть стикатися. Тому швидкість реакції пропорційна добутку концентрацій реагуючих речовин. Це правило називають законом діючих мас. Він був сформульований норвезькими хіміками К. Гульдбергом і П. Вааге в 1867 р Закон діючих мас виражають у вигляді формули:
V = k [A] a • [B] b,
де [A] і [B] – концентрації реагуючих речовин, а й b – їх стехіометричні коефіцієнти. Величина k називається константою швидкості реакції і залежить від ступеня спорідненості реагуючих речовин і зовнішніх факторів, що впливають на швидкість хімічної реакції, наприклад температури.
Фактори, що впливають на швидкість хімічної реакції.
При підвищенні температури швидкість руху молекул збільшується і, отже, збільшується не тільки ймовірність, а й, що набагато важливіше, енергія їх зіткнення. Згідно з правилом Вант-Гоффа, при підвищенні температури на кожні 10 ° C швидкість реакції зростає в 2-4 рази. Ставлення константи швидкості реакції, що протікає при певній температурі, до константи швидкості при температурі в 10 разів меншою називають температурним коефіцієнтом хімічної реакції.
Якщо один з компонентів реакції знаходиться в твердому стані, а інший – в рідкому або газоподібному, то на швидкість реакції впливає також величина поверхні, якою вони стикаються між собою. Наприклад, розчинення металу в кислоті відбуватиметься тим швидше, чим більше ступінь його подрібнення. Якщо опустити в кислоту великий шматок металу, він може реагувати з нею дуже довго, а якщо те ж кількість металу розтерти в порошок, реакція пройде практично миттєво (рис. 132).
Дуже важливим фактором перебігу хімічної реакції є енергетична складова. Енергію, необхідну для початку реакції, називають енергією активації. Чим менше енергія активації, тим швидше протікає реакція. Наприклад, при утворенні іонного зв’язку між катіонами і аніонами енергія активації дуже мала, тому такі реакції протікають майже миттєво.

...
ПОДІЛИТИСЯ: