Лабораторный практикум по общей и неорганической химии для студентов биолого-почвенного факультета. Афиногенов Ю.П - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

8
от свойств самих реагирующих веществ , так и от условий , в которых она
протекает.
Важнейшими из таких условий являются концентрация реагирующих
веществ , температура и для гетерогенных реакций – площадь поверхности
реагирующих веществ .
Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих
веществ выражается основным законом химической кинетики – законом
действия масс:
Скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению
концентраций реагирующих веществ в степенях, отвечающих их
стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции.
Математически эту зависимость для реакции
n A + m B
!
p C
можно выразить следующим образом:
V
1
= k
1
[A]
n
· [B]
m
V
2
= k
2
[C]
p
,
где V
1
и V
2
– скорость прямой и обратной реакций , [A], [B], [C] – молярные
концентрации участников реакции, k
1
и k
2
– константы скорости, зависящие от
природы реагирующих веществ и температуры.
При повышении температуры увеличивается скорость химической реакции,
так как возрастает количество активных частиц и число их столкновений в
единицу времени.
Согласно правилу Вант-Гоффа, при увеличении температуры на каждые 10
градусов скорость химической реакции увеличивается примерно в 2 − 4 раза :
(
)
21
21
/10
,
−
=⋅
tt
tt
VVγ
где
2
t
V
− скорость реакции после повышения температуры до t
2
,
t
V
−
скорость реакции при температуре t
1
,
γ
− температурный коэффициент скорости
реакции (
γ
= 2 ÷ 4).
Подавляющее большинство химических реакций являются обратимыми, т. е.
протекают при данных условиях во взаимно противоположных направлениях . В
уравнениях таких реакций вместо знака равенства ставится знак обратимости.
Для реакции
n A + m B
!
p C + q D
cкорости прямой и обратной реакций будут выражаться:
V
1
= k
1
[A]
n
⋅ [B]
m
V
2
= k
2
[C]
p
⋅ [D]
q
.
Когда скорость прямой реакции становится равной скорости обратной
реакции, наступает химическое равновесие, при котором прямая и обратная
реакции не прекращаются, а продолжают протекать в противоположных
направлениях с равными скоростями. Химическое равновесие характеризуется
константой равновесия, которая не зависит от концентрации реагирующих
веществ , но зависит от температуры и определяется как 
                                                                                                         8
о т св о й ств са м их р еа гир ую щ их в ещ еств , та к и о т усло в ий , в ко то р ы х о н а
пр о тека ет.
       В а ж н ей ш им и из та ких усло в ий яв ляю тся ко нц е нтр ац ия р еа гир ую щ их
в ещ еств , те м пе р атур а и для гетер о ген н ы х р еа кц ий – пло щ а дь по в ер х н о сти
р еа гир ую щ их в ещ еств .
       З а в исим о стьско р о сти х им ическо й р еа кц ии о т ко н ц ен тр а ц ии р еа гир ую щ их
в ещ еств в ы р а ж а ется о сн о в н ы м за ко н о м х им ическо й кин етики – за ко н о м
дей ств ия м а сс:
       С ко р о сть хим иче ско й р е акц ии пр ям о пр о по р ц ио наль на пр о изве д е нию
ко нц е нтр ац ий р е агир ую щ их ве щ е ств в сте пе нях, о тве чаю щ их их
сте хио м е тр иче ским ко эф ф иц ие нтам в ур авне нии р е акц ии.
       М а тем а тически эту за в исим о стьдля р еа кц ии
                                              nA+mB ! pC
       м о ж н о в ы р а зитьследую щ им о бр а зо м :
                                             V1 = k1 [A] n ·[B] m
                                                  V2 = k2[C] p ,
       где V1 и V2 – ско р о стьпр ям о й и о бр а тн о й р еа кц ий , [A], [B], [C] – м о ляр н ы е
ко н ц ен тр а ц ии уча стн ико в р еа кц ии, k1 и k2 – ко н ста н ты ско р о сти, за в исящ ие о т
пр ир о ды р еа гир ую щ их в ещ еств и тем пер а тур ы .
        Пр и по в ы ш ен ии тем п ер а тур ы ув еличив а ется ско р о стьх им ическо й р еа кц ии,
та к ка к в о зр а ста ет ко личеств о а ктив н ы х ча стиц и число их сто лкн о в ен ий в
един иц у в р ем ен и.
       Со гла сн о пр а в илу В а н т-Г о ф ф а , пр и ув еличен ии тем пер а тур ы н а ка ж ды е 10
гр а дусо в ско р о стьх им ическо й р еа кц ии ув еличив а ется пр им ер н о в 2 − 4 р а за :
                                              Vt2 = Vt1 ⋅ γ ( 2 1 ) ,
                                                             t −t /10


       где Vt − ско р о сть р еа кц ии по сле по в ы ш ен ия тем пер а тур ы до t2, Vt −
              2                                                                                      1


ско р о стьр еа кц ии пр и тем пер а тур е t1, γ − тем пер а тур н ы й ко эф ф иц иен т ско р о сти
р еа кц ии ( γ = 2 ÷ 4).
       По да в ляю щ ее бо льш ин ств о х им ических р еа кц ий яв ляю тся о бр а тим ы м и, т. е.
пр о тека ю т пр и да н н ы х усло в иях в о в за им н о п р о тив о по ло ж н ы х н а пр а в лен иях . В
ур а в н ен иях та ких р еа кц ий в м есто зн а ка р а в ен ств а ста в ится зн а к о бр а тим о сти.
Д ля р еа кц ии
                                             nA+mB ! pC+qD
       cко р о сти пр ям о й и о бр а тн о й р еа кц ий будут в ы р а ж а ться:
                                              V1 = k1 [A] n ⋅ [B] m
                                              V2 = k2[C] p ⋅ [D] q.
       К о гда ско р о сть пр ям о й р еа кц ии ста н о в ится р а в н о й ско р о сти о бр а тн о й
р еа кц ии, н а ступа ет х им ическо е р а в н о в есие, п р и ко то р о м пр ям а я и о бр а тн а я
р еа кц ии н е п р екр а щ а ю тся, а пр о до лж а ю т п р о тека ть в п р о тив о по ло ж н ы х
н а пр а в лен иях с р а в н ы м и ско р о стям и. Х им ическо е р а в н о в есие х а р а ктер изуется
ко н ста н то й р а в н о в есия, ко то р а я н е за в исит о т ко н ц ен тр а ц ии р еа гир ую щ их
в ещ еств , н о за в исит о т тем пер а тур ы и о пр еделяется ка к

Страницы