Физические основы общей химии. Балданова Д.М - 25 стр.

             3.2.1. Скорость химической реакции
                                                               щих веществ в степенях их стехиометрических коэффициентов.
     Базовым понятием является скорость химической реакции           Математическое выражение закона действующих масс в
υ . Согласно экспериментальным данным эта величина определя-   общем виде для данной, фиксированной температуры записыва-
ется концентрацией реагирующих веществ (если взаимодействие    ется следующим образом:
происходит в жидкой фазе) или давлением для реакций, проте-                 υ1 = k1 [A ]a ⋅ [B]b = k1 ⋅ C Aa ⋅ C Bb
кающих между газообразными веществами, температурой (слу-                                                               (3.15)
чай эндотермических и экзотермических реакций), а также при                 υ 2 = k 2 [C]c ⋅ [D]d = k 2 ⋅ C Cc ⋅ C Dd
необходимости действием катализаторов, изменяющих величину     где υ1 − скорость прямой реакции (процесса, протекающего сле-
потенциального барьера для прямых и обратных процессов.
                                                               ва направо); υ 2 − скорость обратной реакции (процесса, проте-
      Для некоторой произвольной химической реакции вида:
                              k1
                                                               кающего справа налево); k1 и k 2 − коэффициенты пропорцио-
                      aA + bB ↔ cC + dD ,                      нальности или константы скоростей прямой и обратной реакций.
                              k2
                                                               Константы скоростей реакций не зависят от концентраций реа-
где a, b, c и d – стехиометрические коэффициенты, изменение    гентов при фиксированной температуре.
концентрации веществ за промежуток времени ∆t , называется           Зависимость скорости химической реакции от концентра-
средней скоростью реакции υ :                                  ции реагирующих веществ типа (3.14) справедлива для газов и
                    ∆C A ∆C B    ∆C C    ∆C D                  реакций, протекающих в растворах. Она не распространяется на
              υ=        =     =−      =−              (3.12)   реакции с участием твердых веществ, так как в этих случаях
                     ∆t   ∆t      ∆t      ∆t
или в общем виде:                                              взаимодействие молекул происходит не во всем объеме реаги-
                                   ∆C                          рующих веществ, а лишь на поверхности. Поэтому в гетероген-
                         υ=±          .               (3.13)   ных реакциях скорость зависит от величины поверхности сопри-
                                   ∆t                          косновения между реагирующими фазами. Всякое увеличение
     Очевидно, что в разные моменты времени υ различна. Ис-    поверхности приводит к увеличению скорости реакции.
тинная скорость определяется пределом, к которому стремится          Пример 5. Запишите выражения для скорости прямой ре-
            ∆C                                                 акции:
выражение      при ∆t → 0 , т.е. производной концентрации по
            ∆t                                                       а) 2NO (Г ) + Cl 2( Г ) → 2NOCl (Г ) ;
времени:                                                            б) CaCO 3 (К ) → CaO ( К ) + CO 2 ( Г ) .
                             dC
                          υ=    .                     (3.14)        Решение:
                             dt                                     а) поскольку скорость прямой реакции прямо пропорцио-
     В тех случаях, когда для протекания реакции необходимо    нальна произведению концентрации реагирующих веществ в сте-
столкновение двух реагирующих веществ, зависимость скорости    пенях их стехиометрических коэффициентов, то
реакции от концентрации определяется законом действия масс:
                                                                                      х1 = k1 [NO] ⋅ [Cl 2 ] ;
                                                                                                      2
при постоянной температуре скорость химической реакции
прямо пропорциональна произведению концентрации реагирую            б) так как карбонат кальция является твердым веществом,


                              46                                                                 47