Практикум по общей химии. Охинов Б.Д - 27 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

53
например между цинком и соляной кислотой:
22
HZnClHCl2Zn
+
=
+
.
Теперь поменяем одно из реагирующих веществ: допус-
тим, вместо цинка используем другой металл – железо. Другими
словами, была изменена природа металла, тогда как все осталь-
ные условия (температура, давление, концентрация и т.д.) оста-
лись прежними:
22
HFeClHCl2Fe +=
+
.
Очевидно, что первая из приведенных реакций будет про-
текать с большей скоростью, чем вторая, так как цинк по своей
природе более активный металл, чем железо.
Влияние концентрации реагирующих веществ. При
увеличении концентрации реагирующих веществ скорость реак-
ций увеличивается. Количественно зависимость скорости реак-
ции от концентрации выражается законом действующих масс:
Скорость химической реакции пропорциональна произ-
ведению концентраций реагирующих веществ.
Для простейших одностадийных реакций концентрации
веществ берутся в степенях, которые равны коэффициентам пе-
ред формулами веществ в уравнении реакции. Например, для
реакции:
OH2SONaSOHNaOH2
24242
+
=
+
закон действующих масс будет выглядеть:
]SOH[]NaOH[kv
42
2
⋅⋅= .
Если записать условное уравнение реакции в виде
dDcCbBaA +=+ ,
то закон действующих масс приобретет вид:
ba
]B[]A[kv ⋅⋅= ,
где
]A[ и ]B[ – молярные концентрации веществ A и B соот-
ветственно;
bиa
– стехиометрические коэффициенты в урав-
нении реакции;
k – константа скорости химической реакции,
которая равна скорости реакции при концентрациях реагирую-
щих веществ
л/моль1]B[]A[
=
=
. Константа скорости реакции
зависит от природы реагирующих веществ, температуры, но не
зависит от концентрации веществ.
54
Системой в химии называют вещество или вещества, на-
ходящиеся во взаимодействии и мысленно обособленные от ок-
ружающей среды. Различают однородные (гомогенные) и неод-
нородные (гетерогенные) системы. В гомогенной системе нет
поверхности раздела между отдельными составляющими частя-
ми. Система, состоящая из газообразных веществ или из неогра-
ниченно смешивающихся жидкостей, всегда будет гомогенной.
В гетерогенной системе имеется поверхность раздела между от-
дельными составляющими частями. Так, гетерогенной будет
система, включающая в себя труднорастворимое твердое веще-
ство и жидкость. Другим примером гетерогенной системы могут
служить две несмешивающиеся между собой жидкости.
Закон действующих масс строго применим только к гомо-
генным реакциям. Для гетерогенных систем в выражение скоро-
сти реакции войдут концентрации лишь газообразных или рас-
творенных веществ. Например, для реакции между угарным га-
зом и кислородом (гомогенная реакция)
)Г(2)Г(2)Г(
СO2OСO2
=
+
закон действующих масс будет выглядеть следующим образом:
]O[]CO[kv
2
2
⋅⋅= .
Тогда как для реакции горения углерода (гетерогенная
система, состоящая из двух фаз: твердой и газообразной)
)Г(2)Г(2)ТВ(
COOC
=
+
,
выражение скорости реакции примет вид:
]O[kv
2
⋅
=
,
Влияние температуры. При увеличении температуры
скорость большинства химических реакций повышается. Зави-
симость скорости реакции от температуры описывается прави-
лом Вант-Гоффа:
При повышении температуры на каждые 10
о
С ско-
рость большинства химических реакций увеличивается
в 2-4 раза.
Это правило математически выражается формулой:
10
t
10
tt
1
2
12
v
v
∆
−
γ=γ= , 
например между цинком и соляной кислотой:                               Системой в химии называют вещество или вещества, на-
                  Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 .                      ходящиеся во взаимодействии и мысленно обособленные от ок-
      Теперь поменяем одно из реагирующих веществ: допус-         ружающей среды. Различают однородные (гомогенные) и неод-
тим, вместо цинка используем другой металл – железо. Другими      нородные (гетерогенные) системы. В гомогенной системе нет
словами, была изменена природа металла, тогда как все осталь-     поверхности раздела между отдельными составляющими частя-
ные условия (температура, давление, концентрация и т.д.) оста-    ми. Система, состоящая из газообразных веществ или из неогра-
лись прежними:                                                    ниченно смешивающихся жидкостей, всегда будет гомогенной.
                                                                  В гетерогенной системе имеется поверхность раздела между от-
                   Fe + 2HCl = FeCl2 + H 2 .
                                                                  дельными составляющими частями. Так, гетерогенной будет
      Очевидно, что первая из приведенных реакций будет про-      система, включающая в себя труднорастворимое твердое веще-
текать с большей скоростью, чем вторая, так как цинк по своей     ство и жидкость. Другим примером гетерогенной системы могут
природе более активный металл, чем железо.                        служить две несмешивающиеся между собой жидкости.
      Влияние концентрации реагирующих веществ. При                     Закон действующих масс строго применим только к гомо-
увеличении концентрации реагирующих веществ скорость реак-        генным реакциям. Для гетерогенных систем в выражение скоро-
ций увеличивается. Количественно зависимость скорости реак-       сти реакции войдут концентрации лишь газообразных или рас-
ции от концентрации выражается законом действующих масс:          творенных веществ. Например, для реакции между угарным га-
         Скорость химической реакции пропорциональна произ-       зом и кислородом (гомогенная реакция)
         ведению концентраций реагирующих веществ.
                                                                                    2СO ( Г ) + O 2 ( Г ) = 2СO 2( Г )
      Для простейших одностадийных реакций концентрации
веществ берутся в степенях, которые равны коэффициентам пе-       закон действующих масс будет выглядеть следующим образом:
ред формулами веществ в уравнении реакции. Например, для                                v = k ⋅ [CO]2 ⋅ [O 2 ] .
реакции:                                                                Тогда как для реакции горения углерода (гетерогенная
            2 NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O                система, состоящая из двух фаз: твердой и газообразной)
закон действующих масс будет выглядеть:                                               C( ТВ ) + O 2 ( Г ) = CO 2 ( Г ) ,
                  v = k ⋅ [ NaOH]2 ⋅ [H 2SO 4 ] .                 выражение скорости реакции примет вид:
      Если записать условное уравнение реакции в виде                                     v = k ⋅ [O 2 ] ,
                      aA + bB = cC + dD ,                              Влияние температуры. При увеличении температуры
то закон действующих масс приобретет вид:                         скорость большинства химических реакций повышается. Зави-
                       v = k ⋅ [A]a ⋅ [B]b ,                      симость скорости реакции от температуры описывается прави-
где [A] и [B] – молярные концентрации веществ A и B соот-         лом Вант-Гоффа:
                                                                          При повышении температуры на каждые 10оС ско-
ветственно; a и b – стехиометрические коэффициенты в урав-
                                                                          рость большинства химических реакций увеличивается
нении реакции; k – константа скорости химической реакции,                 в 2-4 раза.
которая равна скорости реакции при концентрациях реагирую-             Это правило математически выражается формулой:
щих веществ [A] = [B] = 1 моль / л . Константа скорости реакции                                   t 2 − t1       ∆t
                                                                                          v2
зависит от природы реагирующих веществ, температуры, но не                                   =γ      10
                                                                                                             = γ 10 ,
зависит от концентрации веществ.                                                          v1

                               53                                                                  54

Страницы