Скорость химических реакций факторы влияющие на скорость: Факторы, влияющие на скорость химической реакции - Управленческое образование

Содержание

Факторы, влияющие на скорость химической реакции

Скорость химической реакции зависит от природы реагирующих веществ и условий протекания реакции: концентрации с, температуры />t/> , />присутствия катализаторов, а также от некоторых других факторов (например, от давления – для газовых реакций, от измельчения – для твердых веществ, от радиоактивного облучения)./>

Влияние концентраций реагирующих веществ. />Чтобы осуществлялось химическое взаимодействие веществ А и В, их молекулы (частицы) должны столкнуться. Чем больше столкновений, тем быстрее протекает реакция. Число же столкновений тем больше, чем выше концентрация реагирующих веществ. Отсюда на основе обширного экспериментального материала сформулирован основной закон химической кинетики, устанавливающий зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ:/>

Cкорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ.

Для реакции (/> I/> ) этот закон выразится уравнением/>

v/> = />kc_A/> />c_B/> , /> (1)/>

где с_А и с_В – концентрации веществ А и В, моль/л; />k/> – />коэффициент/> пропорциональности, называемый константой скорости реакции. Основной закон химической кинетики часто называют законом действующих масс./>

Из уравнения (1) нетрудно установить физический смысл константы скорости />k/> : она численно равна скорости реакции, когда концентрации каждого из реагирующих веществ составляют 1 моль/л или когда их произведение равно единице./>

Константа скорости реакции />k/> />зависит от природы реагирующих веществ и от температуры, но не зависит от их концентраций./>

Уравнение (1), связывающее скорость реакции с концентрацией реагирующих веществ, называется кинетическим уравнением реакции. Если опытным путем определено кинетическое уравнение реакции, то с его помощью можно вычислять скорости при других концентрациях тех же реагирующих веществ./>

Влияние температуры/> ./>

Зависимость скорости реакции от температуры определяется правилом Вант-Гоффа:/>

При повышении температуры на каждые 10^о скорость большинства реакций увеличивается в 2-4 раза.

Математически эта зависимость выражается соотношением/>

v_t/>/>_2/> = />v_t/>_1/> γ/> , />

где />v_t/>_1/>/>, />v_t/>_2/> – />скорости реакции соответственно при начальной (/> t/>_1/> ) и конечной (/> t/>_2/> ) температурах, а />γ/> – />температурный коэффициент скорости реакции, который показывает, во сколько раз увеличивается скорость реакции с повышением температуры реагирующих веществ на 10°./>

Правило Вант-Гоффа является приближенным и применимо лишь для ориентировочной оценки влияния температуры на скорость реакции. Температура влияет на скорость химической реакции, увеличивая константу скорости./>

2. Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Физическая химия: конспект лекций

2. Факторы, влияющие на скорость химической реакции

Для гомогенных, гетерогенных реакций:

1) концентрация реагирующих веществ;

2) температура;

3) катализатор;

4) ингибитор.

Только для гетерогенных:

1) скорость подвода реагирующих веществ к поверхности раздела фаз;

2) площадь поверхности.

Главный фактор – природа реагирующих веществ – характер связи между атомами в молекулах реагентов.

Пример:

NO₂ – оксид азота (IV) – лисий хвост, СО – угарный газ, монооксид углерода.

Если их окислить кислородом, то в первом случае реакция пойдет мгновенно, стоит приоткрыть пробку сосуда, во втором случае реакция растянута во времени.

Концентрация реагирующих веществ будет рассмотрена ниже.

Пример:

Голубая опалесценция свидетельствует о моменте выпадения серы, чем выше концентрация, тем скорость выше.

Рис. 10

Чем больше концентрации Na₂S₂O₃, тем меньше времени идет реакция. На графике (рис. 10) изображена прямо пропорциональная зависимость. Количественная зависимость скорости реакции от концент-рации реагирующих веществ выражается ЗДМ (законом действующих масс), который гласит: скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ.

Итак, основным законом кинетики является установленный опытным путем закон: скорость реакции пропорциональна концентрации реагирующих веществ, пример: (т.е. для реакции)

Для этой реакции Н₂ + J₂ = 2НJ – скорость можно выразить через изменение концентрации любого из веществ. Если реакция протекает слева направо, то концентрация Н₂ и J₂

будет уменьшаться, концентрация НJ – увеличиваться по ходу реакции. Для мгновенной скорости реакций можно записать выражение:

квадратными скобками обозначается концентрация.

Физический смысл k– молекулы находятся в непрерывном движении, сталкиваются, разлетаются, ударяются о стенки сосуда. Для того, чтобы произошла химическая реакция образования НJ, молекулам Н₂ и J₂ надо столкнуться. Число же таких столкновений будет тем больше, чем больше молекул H₂ и J₂ содержится в объеме, т. е. тем больше будут величины [Н₂] и [J₂]. Но молекулы движутся с разными скоростями, и суммарная кинетическая энергия двух сталкивающихся молекул будет различной. Если столкнутся самые быстрые молекулы Н₂ и J₂, энергия их может быть такой большой, что молекулы разобьются на атомы йода и водорода, разлетающиеся и взаимодействующие затем с другими молекулами Н₂ + J₂?

2H+2J, далее будет H + J₂?HJ + J. Если энергия сталкивающихся молекул меньше, но достаточно велика для ослабления связей H – H и J – J, произойдет реакция образования йодоводорода:

У большинства же сталкивающихся молекул энергия меньше необходимой для ослабления связей в Н₂ и J₂. Такие молекулы «тихо» столкнутся и также «тихо» разойдутся, оставшись тем, чем они были, Н₂ и J₂. Таким образом, не все, а лишь часть столкновений приводит к химической реакции. Коэффициент пропорциональности (k) показывает число результативных, приводящих к реакции соударений при концентрациях [Н₂] = [J₂] = 1моль. Величина k– const скорости. Как же скорость может быть постоянной? Да, скоростью равномерного прямолинейного движения называют постоянную векторную величину, равную отношению перемещения тела за любой промежуток времени к значению этого промежутка. Но молекулы движутся хаотически, тогда как же может быть скорость – const? Но постоянная скорость может быть только при постоянной температуре. С ростом температуры увеличивается доля быстрых молекул, столкновения которых приводят к реакции, т. е. увеличивается константа скорости. Но увеличение константы скорости не безгранично. При какой-то температуре энергия молекул станет столь большой, что практически все соударения реагентов будут результативными. При столкновении двух быстрых молекул будет происходить обратная реакция.

Настанет такой момент, когда скорости образования 2НJ из Н₂и J₂ и разложения будут равны, но это уже химическое равновесие. Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ можно проследить, пользуясь традиционной реакцией взаимодействия раствора тиосульфата натрия с раствором серной кислоты.

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂S₂O₃, (1)

H₂S₂O₃ = S?+H₂O+SO₂?. (2)

Реакция (1) протекает практически мгновенно. Скорость реакции (2) зависит при постоянной температуре от концентрации реагирующего вещества H₂S₂O₃. Именно эту реакцию мы наблюдали – в этом случае скорость измеряется временем от начала сливания растворов до появления опалесценции. В статье Л. М. Кузнецовой описана реакция взаимодействия тиосульфата натрия с соляной кислотой. Она пишет, что при сливании растворов происходит опалесценция (помутнение). Но данное утверждение Л. М. Кузнецовой ошибочно так как опалесценция и помутнение – это разные вещи. Опалесценция (от опал и латинского escentia – суффикс, означающий слабое действие) – рассеяние света мутными средами, обусловленное их оптической неоднородностью. Рассеяние света – отклонение световых лучей, распространяющихся в среде во все стороны от первоначального направления. Коллоидные частицы способны рассеивать свет (эффект Тиндаля – Фарадея) – этим объясняется опалесценция, легкая мутноватость коллоидного раствора. При проведении этого опыта надо учитывать голубую опалесценцию, а затем коагуляцию коллоидной суспензии серы. Одинаковую плотность суспензии отмечают по видимому исчезновению какого-либо рисунка (например, сетки на дне стаканчика), наблюдаемого сверху через слой раствора. Время отсчитывают по секундомеру с момента сливания.

Растворы Na₂S₂O₃ x 5H₂O и H₂SO₄.

Первый готовят путем растворения 7,5 г соли в 100 мл H₂O, что соответствует 0,3 М концентрации. Для приготовления раствора H₂SO₄ той же концентрации отмерить надо 1,8 мл H₂SO₄(к), ? = = 1,84 г/см³ и растворить ее в 120 мл H₂O. Приготовленный раствор Na₂S₂O₃ разлить в три стакана: в первый – 60 мл, во второй – 30 мл, в третий – 10 мл. Во второй стакан добавить 30 мл H

2O дистиллированной, а в третий – 50 мл. Таким образом, во всех трех стаканах окажется по 60 мл жидкости, но в первом концентрация соли условно = 1, во втором – Ѕ, а в третьем – 1/6. После того, как будут подготовлены растворы, в первый стакан с раствором соли прилейте 60 мл раствора H₂SO₄ и включите секундомер, и т. д. Учитывая, что скорость реакции падает с разбавлением раствора Na₂S₂O₃, ее можно определить как величину, обратно пропорциональную времени v = 1/? и построить график, отложив на оси абсцисс концентрацию, а на оси ординат – скорость реакции. Из этого вывод – скорость реакции зависит от концентрации веществ. Полученные данные занесены в таблицу 3. Можно этот опыт выполнить с помощью бюреток, но это требует от выполняющего большой практики, потому что график бывает неправильным.

Таблица 3

Скорость и время реакции

Подтверждается закон Гульдберга-Вааге – профессора химии Гульдерга и молодого ученого Вааге).

Рассмотрим следующий фактор – температуру.

При увеличении температуры скорость большинства химических реакций повышается. Эта зависимость описана правилом Вант-Гоффа: «При повышении температуры на каждые 10 °C скорость химических реакций увеличивается в 2 – 4 раза».

где ? – температурный коэффициент, показывающий, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 10 °C;

v₁ – скорость реакции при температуре t₁;

v₂ – скорость реакции при температуре t₂.

Например, реакция при 50 °С протекает за две минуты, за сколько времени закончится процесс при 70 °С, если температурный коэффициент ?= 2?

Решение:

t₁ = 120 с = 2 мин; t₁ = 50 °С; t₂ = 70 °С.

Даже небольшое повышение температуры вызывает резкое увеличение скорости реакции активных соударений молекулы. Согласно теории активации, в процессе участвуют только те молекулы, энергия которых больше средней энергии молекул на определенную величину. Эта избыточная энергия – энергия активации. Физический смысл ее – это та энергия, которая необходима для активного столкновения молекул (перестройки орбиталей). Число активных частиц, а следовательно, скорость реакции возрастает с температурой по экспоненциальному закону, согласно уравнению Аррениуса, отражающему зависимость константы скорости от температуры

где А – коэффициент пропорциональности Аррениуса;

k– постоянная Больцмана;

Е_А – энергия активации;

R – газовая постоянная;

Т– температура.

Катализатор – вещество, ускоряющее скорость реакции, которое само при этом не расходуется.

Катализ – явление изменения скорости реакции в присутствии катализатора. Различают гомогенный и гетерогенный катализ. Гомогенный – если реагенты и катализатор находятся в одном агрегатном состоянии. Гетерогенный – если реагенты и катализатор в различных агрегатных состояниях. Про катализ см. отдельно (дальше).

Ингибитор – вещество, замедляющее скорость реакции.

Следующий фактор – площадь поверхности. Чем больше поверхность реагирующего вещества, тем больше скорость. Рассмотрим на примере влияние степени дисперсности на скорость реакции.

CaCO₃ – мрамор. Плиточный мрамор опустим в соляную кислоту HCl, подождем пять минут, он растворится полностью.

Порошкообразный мрамор – с ним проделаем ту же процедуру, он растворился через тридцать секунд.

Уравнение обоих процессов одинаково.

CaCO₃(тв) + HCl(г) = CaCl₂(тв) + H₂O(ж) + CO₂(г) ?.

Итак, при добавлении порошкообразного мрамора время меньше, чем при добавлении плиточного мрамора, при одинаковой массе.

С увеличением поверхности раздела фаз скорость гетерогенных реакций увеличивается.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

План-конспект урока по химии 11 класса на тему «Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость химических реакций»

Учреждение образования

«Белорусский государственный педагогический

университет имени Максима Танка»

Факультет естествознания

План-конспект урока по химии 11 класса на тему

«Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость химических реакций»

Выполнил студент 51 группы

Факультета естествознания

Специальности «Биология. Химия»

Асаёнок Артур Андреевич

Минск, 2016

Тема урока: «Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость химических реакций»

Цель урока: Продолжить развитие представлений о химической реакции. Ввести понятие скорости химической реакции. Изучить факторы, влияющие на скорость химических реакций.

Задачи:

Образовательные:

Развивать представления о химической реакции
Формирование умений производить расчёт скорости химической реакции по формуле
Сформировать деятельность учащихся по вылнению заданий учителя.

Развивающие:

Формирование умений решать поставленные задачи, обобщать и систематизировать изученный материал
Формирование умений оперировать с понятиями, формулировать вопросы – суждения, выявлять противоречия, строить умозаключения
Обеспечить овладение специальными умениями: устанавливать причинно-следственные связи, работать с текстами, анализировать, сравнивать, формулировать выводы

Воспитательные:

Умение работать в коллективе индивидуально.
Стремление к познанию.
Воспитывать чувство товарищества и ответственности на уроках химии

Тип урока: урок освоения новых знаний

Методы и приемы обучения: Словесные, частично поисковые

Средства обучения:

Химия : учеб. для 10-го кл. учреждений общ. сред. образования с руз. яз. обуч. /И. Е. Шиманович [и др.]; под ред. И. Е. Шимановича. — Минск : Адукацыя і выхаванне, 2013. – 296 с. : ил.

Ход урока:

Организационный момент: приветствие, проверка отсутствующих.

Проверка домашнего задания:

Составьте термохимическое уравнение реакций горения этилена, если известно, что тепловой эффект реакции 1410,97 кДж. 1) Сколько теплоты выделится, если сгорает этилена; а) количеством вещества 5 моль; б) массой 140 г в) объёмом 112л.?

Операционно-деятельностный этап.

Химические реакции — это процессы, в результате которых из одних веществ образуются другие, отличающиеся от них по составу и (или) строению.

Вы уже знаете, что для осуществления различных химических реакций требуются разные интервалы времени. Например, процесс, во время которого на железе во влажном воздухе образуется ржавчина, длится в течение нескольких лет или даже десятилетий. В то же время железная канцелярская скрепка растворяется в соляной кислоте в течение 15—20 минут. Эти примеры свидетельствуют о том, что химические реакции осуществляются с разной скоростью.

Чем же определяется скорость химических реакций? Рассмотрим это на примере реакции, выражающейся условным уравнением:

А + В = С + D.

С течением времени химические количества исходных веществ п(А) и п(В) уменьшаются, а химические количества продуктов реакции п(С) и п(D) увеличиваются. Чем быстрее происходит это изменение, тем больше скорость химической реакции, и наоборот — чем медленнее изменяются количества веществ в ходе реакции, тем меньше её скорость.

Для определения величины скорости химической реакции v нужно знать изменение химического количества Δп какого-либо одного вещества (А, В, С или D),

произошедшее за интервал времени Δt, и объём сосуда V, в котором вдет реакция.

Соотношение этих величин, записанное в виде дроби , является математическим выражением скорости химической реакции в указанном интервале времени.

Вы уже знаете (см. § 8), что величина, равная отношению химического количества вещества п к объёму V реакционной смеси, называется молярной концентрацией этого вещества с:

Если в выражение скорости реакции вместо подставить получится уравнение:

Из него следует определение:

Скорость химической реакции — величина, равная отношению изменения молярной концентрации вещества к интервалу времени, в течение которого произошло данное изменение.

Поскольку вещество А, вступая в реакцию, постепенно расходуется, изменение его концентрации Δс (А) = с₂(А) — с₁(A) имеет отрицательное значение. С учётом того, что скорость реакции — только положительная величина, в уравнении скорости реакции перед дробью ставится знак « — »:

В то же время продукты реакции накапливаются, поэтому изменение их концентраций, например Δc(D), имеет положительное значение, и в уравнении скорости реакции перед дробью ставится знак « + »:

Скорость реакции по мере её протекания уменьшается и через некоторое время реакция заканчивается.

От чего же зависит скорость химических реакций, какие факторы определяют её величину? Такими факторами являются природа реагирующих веществ, их концентрации, температура, присутствие катализаторов, площадь поверхности соприкосновения реагентов. Познакомимся с каждым из них подробнее.

Химическая природа реагирующих веществ

Поскольку химическая природа различных веществ неодинакова, они обладают разными химическими свойствами, разной реакционной способностью. Например, при комнатной температуре оксид азота(II) реагирует с кислородом быстро, а оксид углерода(II) в тех же условиях окисляется медленно. Почему эти оксиды, в равной мере контактирующие с кислородом, окисляются с разной скоростью? Ответ на этот вопрос в следующем. Из огромного числа частиц (в нашем примере — молекул NO и СО) в реакцию вступают лишь те, которые обладают необходимым для этого повышенным запасом энергии. Такие частицы называются активными. Чем больше доля активных частиц в веществе, тем выше скорость реакции с его участием, и наоборот. При комнатной температуре число активных молекул в оксиде азота(II) намного больше, чем в оксиде углерода(II). Именно поэтому NO окисляется кислородом намного быстрее, чем СО.

Для того чтобы реакция протекала с заметной скоростью, неактивные частицы нужно перевести в активное состояние, сообщив им недостающую энергию, например, нагревая вещество. Эта энергия называется энергией активации Е_а. Таким образом, энергия активации — это минимальная энергия (кДж/моль), которую необходимо сообщить неактивным частицам реагирующих веществ для перевода их в активное состояние.

Получая извне избыточную энергию, неактивные частицы преодолевают так называемый энергетический барьер подобно человеку, который преодолевает высокую гору, предварительно получив энергию из пищи.

Каждая реакция характеризуется строго определённым значением энергии активации, от величины которой зависит скорость химического взаимодействия. Чем меньше величина энергии активации Е_а реакции, тем ниже «энергетический барьер», тем выше скорость реакции; чем больше величина энергии активации Е_а реакции, тем её скорость ниже.

Температура

Поскольку у разных реакций значения энергии активации Е_а сильно различаются, то и скорости этих реакций при одной и той же температуре всегда различны.

Как показывает эксперимент, скорость химических реакций сильно зависит от температуры. При её повышении неактивные молекулы поглощают энергию, равную или большую энергии активации, и становятся активными. Поскольку число активных молекул возрастает, скорость реакции увеличивается.

Концентрация реагирующих веществ

Чем выше молярные концентрации исходных веществ в смеси, тем больше частиц содержится в ней и тем чаще эти частицы сталкиваются между собой, а это, как вы уже знаете, приводит к увеличению скорости реакции. При уменьшении молярных концентраций реагентов число сталкивающихся частиц становится меньше и скорость их взаимодействия понижается.

Катализаторы

Один из важнейших способов увеличения скорости реакций — проведение их в присутствии катализаторов. Из курсов химии 7-го и 8-го классов вы знаете, что катализаторы — это вещества, ускоряющие химические реакции. В присутствии катализаторов скорость реакций увеличивается в тысячи и даже миллионы раз. Катализаторы активно участвуют в химических реакциях, но, в отличие от реагентов, остаются химически неизменными.

Катализаторы — вещества, которые увеличивают скорость химических реакций, но сами при этом не расходуются и не входят в состав конечных веществ.

Увеличение скорости реакций в присутствии катализаторов называется катализом. Различают гомогенный и гетерогенный катализ. При гомогенном катализе катализатор и реагенты находятся в одной фазе, а при гетерогенном — в разных фазах.

Почему же в присутствии катализаторов скорость реакции увеличивается? Оказывается, катализатор «направляет» реакцию по «более лёгкому пути», уменьшая её энергию активации. Рассмотрим это на примере реакции

А₂ + В₂ = 2АВ. Без катализатора эта реакция протекает медленно, так как её энергия активации Е_а1 высока. При гомогенном катализе в присутствии катализатора К он реагирует с одним из исходных веществ, например А₂, образуя активное промежуточное соединение 2А • К:

А₂ + К = 2А • К (энергия активации Е_а2).

Оно быстро взаимодействует с другим реагентом В₂, превращаясь в смесь продукта реакции — вещества АВ — с катализатором К, который выделяется в исходном количестве:

2А• К + В₂ = 2АВ + К (энергия активации Е_а3).

Поскольку энергии активации этих промежуточных процессов Е_а2 и Е_а3меньше Е_а1 в присутствии катализатора реакция в целом протекает быстрее по общему уравнению:

А₂ + К + В₂ = 2АВ + К.

Выделившийся катализатор ускоряет взаимодействие новых порций исходных веществ.

В качестве катализаторов наиболее часто используются некоторые простые вещества (Pt, Pd, Ni, Fe), некоторые оксиды (MnO₂, V₂O₅, Сr₂O₃, А1₂O₃, CuO), а также смеси указанных веществ. Катализаторы, ускоряющие химические реакции в организмах человека и животных, называются ферментами.

Площадь поверхности соприкосновения реагирующих веществ

На скорость гетерогенных реакций, протекающих с участием твёрдых веществ, большое влияние оказывает величина площади соприкосновения реагентов. Чтобы убедиться в этом, проведём несложный эксперимент. В две пробирки нальём равные объёмы соляной кислоты с массовой долей НС1, равной 5 %. В первую пробирку опустим небольшой кусочек мела СаСО₃, а во вторую — равный по массе образец его порошка. Видно, что более интенсивное выделение пузырьков газа происходит в пробирке с порошком мела, т. е. в этом случае реакция протекает быстрее, чем с цельным кусочком мела. Из повседневного опыта вы знаете, что деревянные стружки или щепки сгорают намного быстрее, чем цельная древесина той же массы. Это объясняется тем, что общая площадь поверхности стружек намного больше таковой у цельной древесины.

Таким образом, чем больше площадь поверхности соприкосновения исходных веществ, тем больше реагирующих частиц сталкиваются друг с другом и тем выше скорость их взаимодействия.

Исходя из этого, для увеличения скорости гетерогенных реакций с участием твёрдых веществ их предварительно измельчают до состояния мелких кусочков или порошка.

Оценочно-рефлексивный этап

Лабораторный опыт №2

Рефлексия

Список литературы для учителя:

1. Химия : учеб. для 10-го кл. учреждений общ. сред. образования с руз. яз. обуч. /И. Е. Шиманович [и др.]; под ред. И. Е. Шимановича. — Минск : Адукацыя і выхаванне, 2013. – 296 с. : ил.

Домашнее задание – параграф 25

На конкретных примерах укажите основные факторы, влияющие на скорость химических реакций.

1) Скорость реакции зависит от природы реагирующих веществ.

Металлы реагируют с соляной кислотой с различной скоро- стью: магний реагирует быстрее железа, а медь не реагирует вовсе (за скоростью реакции легко следить по выделению пузырьков водорода).

Галогены реагируют с водородом с различной скоростью, например хлор быстрее йода:

2) Для веществ в растворенном состоянии и газов скорость реакции зависит от концентрации реагирующих веществ.

Оксид азота (II) реагирует с чистым кислородом быстрее, чем с воздухом, в котором кислорода около 20% (за изменением скорости реакции легко наблюдать, так как исходные вещества бесцветны, а оксид азота (IV) окрашен в коричневый цвет).

3) Для веществ в твердом состоянии скорость реакции прямо пропорциональна поверхности реагирующих веществ.

Чем сильнее измельчено твердое вещество, тем больше его поверхность. Уголь в виде больших кусков сгорает в печи медленнее, чем измельченный:

Железные опилки реагируют с раствором сульфата меди быстрее, чем железная пластинка такой же массы:

4) При повышении температуры на каждые 10°С скорость большинства реакций увеличивается в 2–4 раза.

Железо при обычной температуре реагирует с хлором очень медленно, при высокой же температуре протекает бурная реакция (железо горит в хлоре):

Водород восстанавливает оксиды металлов при нагревании, при комнатной температуре эта реакция не идет.

5) Скорость реакции зависит от присутствия некоторых веществ (катализаторов и ингибиторов).

Реакция синтеза аммиака из азота и водорода протекает только в присутствии катализаторов (железа со специальными добавками):

Реакция окисления аммиака также протекает только в присутствии катализатора (платины):

Химические реакции скорость — Справочник химика 21

Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Скорость химической реакции зависит от ряда условий. Рассмотрим важнейшие из них. [c.131]

Когда скорость диффузии намного меньше скорости химической реакции, скорость процесса равна скорости диффузии. Эту макрокинетическую область протекания реакции называют внешнедиффузионной областью. Константа скорости диффузии очень слабо зависит от температуры и весьма заметно — от линейной скорости потока газа. Поэтому изменением указанных условий эксперимента можно вызвать переход из одной макрокинетической области в другую. В частности, переходу во внешнедиффузионную область благоприятствуют высокие температуры и малые линейные скорости газового потока. [c.73]

Первый член уравнения, dQ T, представляет собой прирост энтропии за счет теплообмена между системой и ее окружением, а второй член уравнения, А( Х/Г, — прирост энтропии вследствие химической реакции. Скорость прироста энтропии в хилшческой реакции, отнесенная к единице объема системы, равна [c.60]

В общем случае кроме турбулентности газового потока в ГТД факторами, лимитирующими скорость и полноту сгорания топлива в камере сгорания, могут быть скорость химической реакции, скорость смешения паров топлива с воздухом и скорость испарения капель распыленного топлива. [c.167]

В случае десорбции мы имеем дело с реакциями, в ходе которых растворенный газ образуется, а не потребляется. Используя применительно к десорбции те же аргументы, что и при обсуждении проблем абсорбции (см. раздел VI-1-3), можно показать, что при достаточно высокой скорости химической реакции скорость десорбции оказывается существенно выше, чем она была бы при отсутствии реакции, а масса жидкости будет находиться в равновесии. Если условия равновесия в массе жидкости не обеспечиваются, то скорость процесса выражается уравнением (Х1,1) для физической десорбции. [c.265]

Химическая кинетика представляет собой учение о скоростях химических реакций, о факторах, определяющих эти скорости, а также о механизме химических реакций. Скорость химической реакции служит важнейшей количественной характеристикой химического взаимодействия. [c.8]

Как указал Б. Н. Степаненко, не подлежит сомнению, что в химических реакциях скорости и даже сама возможность протекания многих реакций зависят от конформационных отношений [57]. Рассмотрим конформации открытых ациклических форм глюкозы и галактозы [58]. [c.88]

Основопологающим в химической кинетике является понятие о скорости химических реакций. Скорость химической 15сакции зависит от многих факторов, но важнейшими являются природа реагируюгцих веществ, концентрация, температура, давление и действие катализаторов. При постоянной температуре скорость реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ. Данное количественное соотношение известно как закон действующих масс. Зависимость скорости реакции от температуры выражается правилом Вант-Гоффа. Если процесс протекает только в одном направлении, то его называют необратимым. Процессы, протекающие в двух противоположных направлениях, называют обратимыми. Когда в обратимом процессе скорости прямой и обратной реакций становятся равными, то в системе устанавливается динамическое равновесие. Смещение химического равновесия осуществляется в соответствии с принципом Ле Шателье. [c.102]

Аналогично в мембранах со сплошной матрицей возможно сопряжение диффузионных потоков двух компонентов газовой смеси при высокой растворимости газов в мембране или их сильном межмолекулярном взаимодействии. При векторно-скалярном сопряжении процессов диффузии и химической реакции скорость второго процесса не имеет пространственной фиксации, но знак сопряжения обеспечивается векторной природой перекрестного коэффициента 12. [c.20]

Для диффузионных процессов в мембранах это положение соблюдается достаточно строго для химических реакций скорость превращения /а = Уг можно считать линейной функцией [c.26]

Далее изучают кинетику химических реакций, скорости процессов массо- и теплопередачи, кинетику фазовых переходов в условиях, близких к условиям эксплуатации объекта, и составляют соответствующие элементарные функциональные операторы. Эти элементарные процессы обычно являются основными источниками нелинейностей результирующего функционального оператора (хи-тческие реакции порядка, отличного от нуля и единицы, нелинейные равновесные соотношения, экспоненциальная зависимость кинетических констант от температуры и т. п.). [c.200]

Для двусторонней реакции, с учетом положения о независимости протекания химических реакций, скорость может быть выражена как разность скоростей прямой и обратной реакций [c.533]

В которой реагенты и А , взаимодействуя, дают продукты А, и A4, которые, в свою очередь взаимодействуя между собой, превращаются в исходные реагенты Ai и А . По принципу независимости протекания химических реакций скорость прямой и обратной реакций выразим по основному закону кинетики, рассматривая каждую реакцию как простую одностороннюю реакцию второго порядка [c.543]

Скорость химической реакции Скорость молекулярной диффузии [c.51]

Химической кинетикой называется учение о скоростях химических реакций. Скорость химической реакции характеризуется количеством вещества, вступившим в реакцию в единицу времени. [c.32]

Определение эффективных коэффициентов диффузии проводится следующим образом. По одну сторону диафрагмы подается газообразный реагент, скорость диффузии которого нужно измерить. Можно также использовать смесь этого реагента с инертным газом. По другую сторону диафрагмы подается чистый инертный газ. Давление газов по обе стороны диафрагмы должно быть полностью уравнено. Реагент, продиффундировавший из право й части сосуда в левую, захватывается током газа, и концентрация реагента в выходящем из камеры потоке определяется аналитически. Одновременно для контроля измеряется количество реагента, выходящего из правой части сосуда. В отсутствие химической реакции скорость диффузии реагента в установившихся условиях, очевидно, равна количеству реагента, вымываемому из левой части сосуда в единицу времени. В соответствии с этим эффективный коэффициент диффузии может быть вычислен по формуле [c.366]

В случае очень медленных химических реакций преобладает химическое сопротивление. Такой режим называют химическим. Для быстрых химических реакций скорость процесса может определять диффузионное сопротивление. В этом случае говорят [c.144]

В случае диффузии компонента через слой толщиною йх, в котором тоже происходит химическая реакция, скорость диффузии на входе в этот слой по уравнению (У11-7) равна [c.566]

Аналогичные соотношения наблюдаются и при химических реакциях, скорость которых подчиняется уравнению первого порядка. Гомогенные химические реакции, протекающие строго в соответствии с уравнением скорости первого порядка, встречаются не часто. К ним относятся в первую очередь реакции разложения, например дегидрирование этана до этилена [c.155]

Каждую химическую реакцию можно характеризовать с двух точек зрения термодинамической и кинетической. С точки зрения термодинамики реакция характеризуется состоянием равновесия, когда в системе при данной температуре и постоянстве других внешних условий устанавливаются неизменные во времени равновесные концентрации участников реакции. Кинетика характеризует скорость протекания химической реакции, скорость ее приближения к состоянию равновесия. Большинство реакций аналитической химии протекает в растворе с большой скоростью и быстро приходит к состоянию химического равновесия. [c.22]

В сложных химических реакциях скорость образования конечных продуктов реакции часто зависит от скорости лишь одной, наиболее медленно протекающей элементарной реакции. Такая реакция называется. лимитирующей. [c.187]

Необратимые процессы принято подразделять на скалярные, векторные и тензорные соответственно тому, какое поле прихо дится использовать для описания процесса скалярное, вектор ное или поле тензора второго ранга. К группе скалярных про цессов относятся, например, химические реакции (скорость ре акции в каждой точке характеризуется скалярной величиной) Векторными процессами являются, в частности, теплопровод ность, диффузия (с ними связаны поля вектора потока тепла и вектора диффузии). Наконец, к тензорным процессам можно отнести вязкие течения. Следует отметить, что классификация процессов по их тензорным свойствам не формальна, а физически связана с содержанием принципа Кюри (см. разд. П1.5). [c.129]

Скорость химической реакции. Скорость химической реакции — число элементарных актов реакции, происходящих в единицу времени, в единице объема (для гомогенных реакций) или на единице поверхности (для гетерогенных реакций) раздела фаз. Элементарный акт реакции состоит в таком соударении и дальнейшем взаимодействии молекул, таком перераспределении электронной плотности, образовании новых и разрыве старых химических связей, когда образуются новые по составу и строению вещества. [c.188]

Скорость химической реакции. Скорость химической реакции может быть количественно выражена изменением концентрации реагирующих веществ в единицу времени. При этом концентрацию обычно выражают числом молей вещества на единицу объема реакционной системы (обычно на 1 л). [c.130]

Основной закон кинетики гомогенных химических реакций скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ. Так, для реакции [c.129]

По мере протекания химических реакций скорость их обычно уменьшается, так как исходные вещества расходуются и их концентрация снижается (рис. 33). Константа же скорости независимо от изменения концентрации остается постоянной. [c.84]

Основополагающим в химической кинетике является понятие о скорости химических реакций. Скорость химической реакции зависит от многих факторов, но важнейшими являются природа реагирующих веществ, концентрация, температура, давление и действие катализаторов. При постоянной температуре скорость реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ. Данное количественное соотношение известно как закон действующих масс. [c.90]

Химическая реакция — процесс превращения одного (одних) вещества в другое (другие). Скорость химической реакции — скорость процесса превращения. Эту скорость естественно определять количеством превращенного (исчезнувшего или образовавшегося) вещества. Поэтому скоростью химической реакции называется количество изменяющегося в реакции вещества в единице реакционного пространства за единицу времени. При этом количество вещества выражается в молях, время в секундах, а единицей реакционного пространства в гомогенных системах, т. е. в случае, когда все реагенты находятся в одной фазе (жидкой, газообразной или твердой), считается единица объема — литр (тогда размерность скорости реакции [c.197]

В данной главе в приближении диффузионного пограничного слоя (большие числа Пекле) исследуется ноле концентрации в окрестности движущейся частицы при протекании на ее поверхности химической реакции, скорость которой произвольным образом зависит от концентрации диффундирующего вещества. Получена зависимость полного диффузионного потока на поверхность частицы от скорости химической реакции и числа Пекле. Исследованы режимы протекания реакции на поверхностях сферической частицы, капли и кругового цилиндра в поступательном стоксовом потоке. Установлена приближенная формула, позволяющая с хорошей точностью определять число Шервуда при любой кинетике реакции во всем диапазоне значений константы скорости химической реакции и числа Пекле. [c.171]

Исходным и основополагающим понятием в химической кинетике является понятие о скорости химических реакций. Скорость химической реакции — это количество элементарных актов взаимодействия в единицу времени. Так как при взаимодействии изменяются концентрации реагирующих веществ, скорость реакции обычно измеряют изменением концентрации реагентов или продуктов реакции в единицу времени. При этом нет необходимости следить за изменением концентрации всех веществ, участвующих в реакции, поскольку стехиометрическое уравнение ее устанавливает соотношение между концентрациями реагентов. [c.213]

Здесь Сю, р1 — концентрация и плотность вводимого в аппарат вещества С1 —весовой расход вещества Сь с 1),С2 1),…. .., Сп(0 (0] — скорость химической реакции (скорость расходования вещества С1). [c.271]

При протекании в рассматриваемом объеме только одной химической реакции, скорость которой характеризуется величиной WA, скорость изменения объема реагирующей смеси с точностью до постоянного множителя, определяемого стехиометрией реакции, равна скорости образования реагента А в этом объеме. Например, для реакции [c.75]

Обобщая результаты предыдущих разделов, рассмотрим перенос тепла и компонентов к теплопроводящей реагирующей сферической частице в потоке несжимаемого газа при протекании на ее поверхности неизотермической химической реакции, скорость которой произвольным образом зависит от температуры и концентраций реагирующих компонентов. По-прежнему предполагается, что концентрации реагентов достаточно малы, так что реакция не влияет на параметры потока и частицы не учитывается также влияние термо- и бародиффузии и т. п. Ограничимся здесь стоксовым приближением для поля скоростей. [c.241]

В случае изотермической 1 = 0) поверхностной химической реакции, скорость которой определяется функцией Е (г), для числа Шервуда из (4.19) получаем уравнение [c.248]

Другой вопрос касается использования среднего диаметра пузыря в системах, где протекает химическая реакция. Скорость последней (на единицу объема пузыря) в зависимости от диаметра пузыря устанавливали с помощью уравнения (VII,118) на основе метода и допущений Кунии и Левеншпиля . Кроме того, расчетом выявлено, что реакция в основном происходит в зоне об- лако — гидродинамический след, а не в непрерывной фазе. Ниже [c.319]

Предложенные до сих пор интерполяционные формулы относились к случаю диффузионного режима реакции на поверхности твердых частиц, капель и пузырей. Рассмотрим теперь более общий случай гетерогенной химической реакции, скорость которой конечна и произвольным образом зависит от температуры и концентрации. Основные предположения и математическая формулировка соответ- [c.271]

Лангмюр еще в 1916 г. при кинетическом обосновании правила фаз показал сложность кинетических механизмов, приводящих к многофазной системе, удовлетворяющей условиям термодинамического равновесия [105]. В соответствии с реальным механизмом топо-химических реакций, скорость перехода фаз в катализаторе может определяться как скоростью появления зародышей новой фазы, так и скоростью диффузии атомов в кристаллической решетке и скоростью перестройки последней. Для окисных ванадиевых катализаторов, например, переход V2O4 VjOj протекает по диффузионному механизму [106]. [c.51]

Для гетерогенных химических реакций скорость процесса можно представить следующими отношениями [c.277]

Температура влияет на кинетику процессов переноса и химических реакций, скорость которых возрастает экспоненциально, в соответствии с уравнением Аррениуса [8]. В реальных условиях образование продуктов коррозии происходит с одновременным изменением агрессивности среды. [c.20]

Пример IV- . В аппарат, содержащийраствора с концентрацией С , подается со скоростью второй раствор с концентрацией Сх. Скорость вытекания смеси из аппарата составляет R i. Содержимое сосуда интенсивно перемешивается, так что концентрция одинакова во всем реакционном объеме и равна концентрации на выходеаиз реактора. В растворе протекает химическая реакция, скорость которой опи сывается уравнением [c.117]

Результаты алкилирования в значительной мере определяются физическими факторами, так как лимитирующей стадией процесса является скорость транспортирования реагирующих веществ к поверхностн раздела фаз, где протекают основные химические реакции. Скорость транспортирования реагирующих веществ зависит от интенсивности перемешивания эмульсии кислота—углеводороды, соотношения изобутан олефины на входе в реактор и времени их пребывания в реакционной зоне, концентрации химически инертных соединений в углеводородной фазе, объемного соотношения кислотной и углеводородной фаз. Качество применяемого сырья, состав кислоты и температура реакции оказывают существенное влияние как на скорость транспортирования, так и на скорость химических превращений. [c.168]

Однако химические реакции, скорость которых выражается такой простой зависимостью через концентрации, очень редки. В главах VIII и IX будет показано, что эти реакции (так называемые простые, или одностадийные, реакции) являются скорее исключением, чем правилом. Поэтому кинетический вывод закона действуюищх масс некорректен. Покажем, что уравнение (III.1.7) позволяет непосредственно и строго доказать справедливость этого закона. Для доказательства сначала ограничимся случаем, когда все реагирующие вещества, записанные и слева, и справа в уравнении реакции, являются в условиях реакции идеальными газами. Такие реакции называются идеально газовыми гомогенными реакциями. Напишем снова уравнение реакции. При этом, чтобы подчеркнуть, что система находится в равновесии, будем вместо знака равенства пользоваться символом Если же в системе самопроизвольно протекает реакция, например слева направо, то следует пользоваться символом Итак, [c.88]

Переход системы из одного состояния н другое, в том числе и химическая реакция, всегда протекает во времени и измеряется скоростью химической реакции. Скорость химической реакции показывает число химических взаимодействий в единице объема или на единице плоп1,ади поверхности за единицу времени. Измеряется скорость реакции и изv1eнeннeм концентрации С реагирующего вещества в единицу времени [c.134]

Одной из основных задач химической кинетики является расчет скорости химических реакций. Скорость сложной реакции может быть рассчитана, если известны составляющие ее элементарные стадии, кинетические уравнения, описывающие эти стадии и численные значения констант скорости стадий. Поэтому определение кинетических уравнений и констант скорости эле.м.ентарных реакций является важнейшей задачей теории элементарных химических процессов. [c.86]

Это уравнение показывает, на какую глубину проникает вещество во вторую фазу при диффузии, сопровождающейся химической реакцией. Мерой глубины зоны или фронта реакции может служить расстояние на котором концентрация падает в е раз по сравнению с Со, г. е. Ь= У01к. Отсюда видно, что глубина фронта реакции зависит от соотношения между коэффициентом диффузии и скоростью химической реакции. Скорость процесса в целом определяется величиной потока Я через единицу поверхности, т.е. в точках, где х=0, П=0 дС/дх)х=.о. Дифференцируя уравнение (ХП.40), находим [c.266]

Общая химия (1984) — [ c.213 , c.215 , c.221 , c.224 ]

Общая химия в формулах, определениях, схемах (1996) — [ c.102 ]

Общая химия в формулах, определениях, схемах (0) — [ c.102 , c.402 ]

Общая химия в формулах, определениях, схемах (1985) — [ c.102 , c.402 ]

Общая химия в формулах, определениях, схемах (0) — [ c.102 , c.402 ]

Неорганическая химия (1974) — [ c.111 ]

Неорганическая химия Издание 2 (1976) — [ c.154 ]

Общая химия 1982 (1982) — [ c.170 ]

Общая химия Издание 18 (1976) — [ c.166 ]

Общая химия Издание 22 (1982) — [ c.170 ]

Физическая и коллоидная химия (1964) — [ c.214 ]

Физическая и коллоидная химия Учебное пособие для вузов (1976) — [ c.99 ]

Физическая и коллоидная химия (1960) — [ c.170 , c.171 ]

Основы общей химии Том 2 Издание 3 (1973) — [ c.122 ]

Теплопередача Издание 3 (1975) — [ c.352 ]

Скорость протекания химической реакции. Катализаторы

1.	Понятие о скорости реакции	1 вид — рецептивный	лёгкое	1 Б.	Знать определение скорости химической реакции.
2.	Закон действия масс	1 вид — рецептивный	лёгкое	1 Б.	Знать закон действия масс.
3.	Влияние температуры и катализаторов на скорость химической реакции	2 вид — интерпретация	среднее	2 Б.	Знать правило Вант-Гоффа, иметь представление об энергии активации, катализаторах, катализе.
4.	Гомогенный и гетерогенный катализ	2 вид — интерпретация	среднее	2 Б.	Знать различия гомогенного и гетерогенного катализа.
5.	Расчёт скорости реакции	3 вид — анализ	сложное	4 Б.	Уметь проводить расчёт скорости реакции по формуле.
6.	Расчёт изменения скорости реакции по закону действия масс	3 вид — анализ	сложное	4 Б.	Уметь проводить расчёт изменения скорости реакции по закону действия масс.
7.	Расчёт изменения скорости реакции по закону действия масс с твёрдым веществом	3 вид — анализ	сложное	4 Б.	Уметь проводить расчёт изменения скорости реакции по закону действия масс с одним из реагирующих веществ в виде твёрдого вещества.
8.	Расчёт изменения скорости реакции по правилу Вант-Гоффа	3 вид — анализ	сложное	4 Б.	Уметь проводить расчёт изменения скорости реакции по правилу Вант-Гоффа.

Конспект урока «Скорость химической реакции. Факторы, влияющие на скорость»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа» пгт. Войвож

Скорость химической реакции. Факторы, влияющие на скорость.

Учитель химии:

Полушина Татьяна Анатольевна.

Пгт. Войвож

Урок: «Скорость химической реакции»

Тип урока: изучение нового материала.
Цели урока:

образовательные:

-сформировать у учащихся основные представления о скорости реакции и факторов, влияющих на скорость;

-продолжить формирование у учащихся навыков самостоятельной исследовательской работы, умения делать выводы, обобщать результаты эксперимента;

-стимулировать познавательную активность учащихся путём создания проблемной ситуации;

-развивать умение анализировать, делать предположения, выводы.

развивающие:

-развивать умение анализировать, делать предположения, выводы.

-развивать основные компетенции учащихся:

— умение принимать правильное решение;

-брать ответственность на себя;

воспитывающие:

— умение работать в группе;

— считаться с мнением других членов группы;

-радоваться успехам других, сопереживать неудачи.

Задачи:

-сформулировать понятие скорости химической реакции;

-рассмотреть влияние различных факторов на скорость реакции;

-развивать экспериментальные умения и научное мышление учащихся в процессе установления причинно- следственных связей, сравнения и наблюдения объектов и процессов, применения знаний и умений в новых ситуациях.

Методы обучения:

— объяснительно- иллюстративный

— проблемно- поисковый

— репродуктивный

-демонстрационные и лабораторные опыты (экспериментальный)

— использование ИКТ

Приёмы обучения:

— постановка проблемных вопросов

-групповая работа
-эксперимент

Оборудование и реактивы: Демонстрация: CuSO4 , Fe , прибор, для изучения состава воздуха. На столах для работы по группам набор реактивов.

Учебно- наглядные пособия: презентация «Скорость химической реакции».

Примечание: Для подготовки урока использовались материалы сети Интернет.

На доске:

Тема урока: Скорость химической реакции. Факторы, влияющие на скорость.

Задачи исследования: 1. Дать определение понятию скорости химической реакции.

2. Экспериментально выявить факторы, влияющие на скорость.

Ход урока.

Перед началом урока учащиеся класса делятся на пять исследовательских групп и садятся таким образом, чтобы было удобно проводить эксперимент и обсуждать вопросы сообща.

Объяснение учителя

Действия учителя и учеников

1-и этап: Вызов:Учитель : захожу в класс с двумя надутыми шариками и отпускаю их. Как вы думаете о чём сегодня пойдёт речь на уроке?

Учитель: Начало урока. Запись темы урока.

Сегодня мы с вами на сорок минут представим себя учёными- исследователями.

Но прежде , чем мы приступим к изучению нового материала, мне хотелось бы продемонстрировать не большой эксперимент. Посмотрите, пожалуйста на доску и сделайте свои предположения по поводу протекания этих реакций:

А)сульфата меди и железа;

Б)раствора сульфата меди и гидроксида калия

Будут ли протекать эти реакции?

Учитель: Я прошу желающего выйти к доске и провести реакции за демонстрационным столом , а затем записать уравнения этих химических реакций.

Учитель: Мы наблюдали сейчас две реакции.

ПРОБЛЕМА: Почему во втором случае мы не видим признаков реакции, неужели наши предположения неверны?

ВЫВОД: Реакции протекают с разной скоростью. Действительно, одни реакции идут медленно- образование ржавчины на железном гвозде, другие быстро, часто со взрывом.

Для полного гниения брошенной в лесу газеты нужен 1 год

Ржавления консервной банки-10 лет

Стекло практически не разрушается в течение столетий.

Но вы можете меня спросить: А какая нам разница, с какой скоростью идут реакции. Неужели это так важно.

Да, ребята , это важно .Важно помнить об этом, когда бросаете пустую бутылку в лесу , важно знать как пойдёт тот или иной процесс директору химического завода. Неслучайно , есть специальная наука-

Химическая кинетика-раздел химической науки, которая изучает скорость реакции и условия, влияющие на неё.

ПЕРЕХОД К ТЕМЕ УРОКА.

2-й этап: Осмысление (мозговой штурм):

Что такое скорость реакции и можно ли ей управлять. Попробуем ответить на эти вопросы на нашем сегодняшнем уроке

Итак, перед нами две задачи:

Дать определение понятию « скорость химической реакции».

Экспериментально выяснить, какие факторы влияют на скорость химической реакции.

Для ответа на первый вопрос мы прибегнем к теоретическим рассуждениям , то есть применим теоретический метод исследования. Давайте воспользуемся принципом аналогий. Вы уже сталкивались с понятием скорости в физике.

Вспомните, пожалуйста, определение скорости движения в физике.

СКОРОСТЬ движения показывает отношение перемещения в определённый промежуток времени. V= S/t ( единица измерения.)

Учащиеся выдвигают свои предположения

Один из учащихся работает у доски.

Показываю.

Химическая кинетика- записать на доске.

Учитель показывает на экране проектора задачи исследования

На экране проектора- выражение скорости в физике.

А сейчас, попробуем провести аналогию с понятием скорости химической реакции ,но вначале посмотрим опыт

демонстрация – горение свечки в закрытом сосуде

1). вам необходимо ответить на вопрос:

— Почему в закрытом сосуде горящая свечка постепенно гаснет?

Предполагаемый ответ: С течением времени количество молекул кислорода уменьшается, а количество молекул углекислого газа- увеличивается.

3). Какая величина характеризует количество частиц?

Чем измеряется?

Попробуем записать формулу скорости

U= n/ t*V Скорость реакции равна отношению изменения количества вещества в единицу объёма за промежуток времени. И единица измерения скорости будет моль/л.с

Но, отношение количества вещества к объёму – это молярная концентрация вещества, значит

Учащиеся в группах обсуждают ответ на поставленный вопрос.(2 мин.)Затем он выносится на общее обсуждение.

Предполагаемый ответ: Количество вещества; В молях (моль)

Мы можем записать формулу, выражающую скорость химической реакции с учётом изменяющихся во времени характеристик т.е молярной концентрации вещества

C1- начальная концентрация вещества

С2- конечная концентрация вещества

V=_+ C / t= c2-c1/t2-t1

, и измеряется в моль/л
Пример:в реакцию вступило 10 моль кислоты(С1), через определённое время осталось 2 моль (С2). Считаем разность

С= С2-С1= 2-10= -8.Но скорость реакции не может быть отрицательной. Именно поэтому перед формулой стоит знак минус.

Если скорость реакции рассчитывается по количеству продукта реакции, то используется знак + перед формулой.

Но это справедливо для однородных реакций( гомогенных).

А если реакция гетерогенная? Реакция будет идти только на поверхности соприкосновения веществ. И в этом случае, скорость реакции можно найти по формуле: V= n/S t

Учитель записывает на доске нужную формулу

Итак, ребята. Что же такое скорость?

Промежуточное обобщение: Итак, Скорость реакции- величина, показывающая изменение молярной концентрации вещества в единицу времени.

Смотри презентацию.

На экране – промежуточное обобщение- определение и формула.

А сейчас приступим к выполнению второй задачи. Мы должны выяснить, каким образом можно влиять на скорость реакции.

Вам предстоит работа в группах. У каждой группы свое задание, оно написано на карточке, которая перед вами.

Я обращаю ваше внимание на соблюдение правил техники безопасности, будьте осторожны, внимательны при работе с веществами. Ничего не пробовать на вкус, ничего не нюхать. Помните о безопасности ваших партнёров по группе.

Всё ли вам понятно? Начинаем работать.

Далее идёт работа в группах. Каждая исследовательская группа выполняет химический эксперимент по инструкции, записанной на карточке. Время для работы- 10 минут. После работы от каждой группы выступает один человек с результатом испытания.

Учитель: Работа в группах закончена. Сейчас вам предстоит рассказать всем о результатах своих испытаний.

Во время рассказа учеников необходимо показывать странички презентации и давать свои комментарии по поводу экспериментов.

Мои комментарии:

Природа реагирующих веществ. ПРЕЗЕНТАЦИЯ,?

Концентрация реагирующих веществ.

Поверхность соприкосновения реагирующих веществ

Температура.

Наличие катализатора.

Итак. Мы выяснили условия от которых зависит скорость химической реакции.

Обобщение. Заключительный слайд на экране проектора.

Презентация- Факторы, влияющие на скорость реакции

Природа реагирующих веществ

Температура

Концентрация реагентов

Площадь соприкосновения реагирующих веществ

Наличие специальных веществ- катализаторов.

Катализаторы- это вещества . ускоряющие химическую реакцию.

3-й этап:Итоги урока и рефлексия:

Сегодня мы с вами представили себя учёными- исследователями.

Перед нами стояли две задачи: дать понятие скорости реакции и определить, можно ли повлиять на скорость. Я думаю, что мы решили стоящие перед нами задачи.

Что непонятно сегодня на уроке? С каким настроением вы уходите сегодня с урок?. В качестве закрепления темы урока я предлагаю вам составить кластер ( кластер- складывать).Но прежде- домашнее задание.

У вас на столах лежат памятки по краткому содержанию сегодняшнего урока. Эти листочки вы вклеите себе в тетрадь и найдёте там домашнее задание. И на этих же листках вам предложен кластер.

Домашнее задание:

Просмотр конспекта урока по предложенной вам памятке.

Задачи для самостоятельного решения:

1.Для реакции были взяты вещества при температуре 400С, а затем их нагрели до 700С. Как изменится скорость химической реакции , если температурный коэффициент её равен 2?

2.Как изменится скорость реакции, протекающей по уравнению 2NO+O2=2NO2, если концентрацию веществ увеличить в три раза?

3.При t= 300С реакция протекает за 25 минут, а при t= 500С за 4 минуты. Рассчитайте температурный коэффициент реакции.

Комментарии по факторам , влияющих на скорость реакции:

Основной теорией, объясняющей скорость химической реакции , является Теория столкновений.
Основная идея её такова: реакции происходят при столкновении частиц реагентов, которые обладают определённой энергией. 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.

Природа реагирующих веществ. Здесь следует помнить об особенности строения атомом элементов. По электрохимическому ряду напряжений металлов мы видим, что магний активней, чем цинк.

Концентрация реагирующих веществ.

Чем больше частиц реагентов, чем ближе они друг к другу, тем больше шансов у них столкнуться и прореагировать.На основе большого экспериментального материала в 1867г. Норвежские учёные К.Гульдберг и П.Вааге и независимо от них в 1865 г. Русский учёный Н.И.Бекетов сформулировали основной закон химической кинетики, устанавливающий зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ: Скорость реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях равных их коэффициентам в уравнении реакции. Этот закон ещё называют законом действующих масс. 2А+3В=А2В3 V=(А)2.(В)3

3.Поверхность соприкосновения реагирующих веществ. Этот фактор применим для гетерогенных реакций. Чем больше поверхность соприкосновения реагирующих веществ, тем больше скорость.

4.Температура.

Чем больше температура, тем больше активных частиц, увеличивается скорость их движения, что приводит к увеличению числа соударений. Скорость реакции возрастает. Правило Вант-Гоффа математически выражается следующей формулой: 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 V1 –скорость реакции при температуре t2,

V2 – скорость реакции при температуре t1,

y – температурный коэффициент.

5.Наличие катализатора.

Катализаторы- это вещества, ускоряющие химическую реакцию.

Катализаторы- это вещества которые направляют реакцию по более энергетически выгодному пути. Есть отрицательные катализаторы- ингибиторы. Они замедляют реакцию.

Карточка 1.Факторы, влияющие на скорость химической реакции:

1. Природа реагирующих веществ.

Будьте осторожны при работе с веществами. Помните о правилах техники безопасности.

В две пробирки налейте соляной кислоты.

В одну опустите несколько стружек магния, а в другую- гранулу цинка.

*Сравните скорость взаимодействия различных металлов с соляной кислотой

*В чём , по вашему мнению, причина различной скорости реакций кислоты с данными металлами.

Запишите уравнения реакций.

( По всей вероятности, разную скорость взаимодействия металлов с кислотой можно объяснить разной химической активностью данных металлов. Магний активней, чем цинк, это значит, что он активнее реагирует с кислотой.).

Hcl +Mg—

Hcl +Zn—-

Карточка 2. Факторы, влияющие на скорость химической реакции:

2.Концентрация реагирующих веществ.

Будьте осторожны при работе с веществами. Помните о правилах техники безопасности.

В две пробирки налейте растворы сульфата меди (2) различной концентрации, определив большую или меньшую концентрацию по насыщенности цвета раствора. В каждую из пробирок поместите гранулу цинка.

*В какой из пробирок выделение меди на цинке началось быстрее

*Как это можно объяснить с точки зрения атомно — молекулярного учения.

Запишите уравнение реакции.

(По всей вероятности, это можно объяснить тем , что в растворе большей концентрации находится больше молекул, а значит больше количество активных столкновений молекул, что сказывается на скорости химической реакции)

CuSO4 (Р-р)+Zn—

CuSO4 (конц)+Zn—

Карточка 3. Факторы, влияющие на скорость химической реакции:

3.Площадь соприкосновения реагирующих веществ.

Будьте осторожны при работе с веществами. Помните о правилах техники безопасности.

В две пробирки налейте раствор соляной кислоты. Одновременно в одну пробирку поместите кусочек, а в другую- порошок карбоната кальция.

*В какой из пробирок реакция пройдёт быстрее

* Как это можно объяснить с точки зрения атомно- молекулярного учения.

Запишите уравнение реакции.

(Общая площадь частичек порошка карбоната кальция- мела больше, чем площадь поверхности кусочка, а значит и скорость реакции больше).

Hcl +CaCO3(кусочек)——

Hcl +CaCO3(порошок)——

Карточка 4. Факторы, влияющие на скорость химической реакции:

4.Температура.

Будьте осторожны при работе с веществами. Помните о правилах техники безопасности.

В обе пробирки налейте раствор серной кислоты и поместите в них по грануле оксида меди. Одну из пробирок осторожно нагрейте. Пробирку держим держалкой.

*В какой из пробирок реакция протекает более интенсивно.

** Как это можно объяснить с точки зрения атомно- молекулярного учения.

Запишите уравнение реакции.

(При повышении температуры молекулы начинают двигаться быстрее, а значит увеличивается число активных столкновений. Скорость реакции возрастает).

h3SO4 + CuO—-

h3SO4 + CuO(нагреть)—-

Карточка 5. Факторы, влияющие на скорость химической реакции:

5.Наличие специальных веществ- катализаторов, веществ, которые увеличивают скорость химической реакции.

Будьте осторожны при работе с веществами. Помните о правилах техники безопасности.

В две пробирки налейте перекись водорода. В одну из пробирок осторожно присыпьте несколько кристалликов оксида марганца (4).Зажгите лучинку а потом погасите её. Поднесите тлеющую лучинку к отверстию пробирки. Лучинка должна загореться, т.к. выделяется кислород.

*В какой из пробирок наблюдается бурное выделение газа. Какой это газ.

*Какую роль в этой реакции выполняет оксид марганца (4)

Запишите уравнение реакции.

(Катализатор выполняет роль инициатора реакции. Без него реакция не идёт, а он приводит к тому, что реакция начинается. Сам катализатор в результате реакции остаётся без изменений).

h3O2——-

MnO2

h3O2——-

Памятка: Урок: «Скорость химической реакции»

Девиз урока: Знания, не проверенные опытом, бесплодны и полны ошибок.

— Факторы, влияющие на скорость реакции

Природа реагирующих веществ

2HCl+Mg—MgCl2+h3- реакция протекает быстрее т.к. магний активней, чем цинк.

2HCl+Zn—ZnCl2+h3

2 Температура

h3SO4+ CuO—CuSO4+ h3O(нагреваем) При нагревании реакция протекает быстрее, т.к. увеличивается скорость движения молекул, что приводит к увеличению числа активных столкновений. При возрастании температуры на 100С – скорость увеличивается в 2-4 раза.

h3SO4+ CuO—CuSO4+ h3O

3 Концентрация реагентов

CuSO4(конц.)+Zn—ZnSO4+ Cu- чем больше частиц реагентов, тем больше у них шансов столкнуться и прореагировать.Закон действующих масс: Скорость реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, равных их коэффициентам в уравнении реакции.

CuSO4(разбавл..)+Zn—ZnSO4+ Cu

Площадь соприкосновения реагирующих веществ

CaCO3(кусочек)+2HCl—-CaCO3+h3O+ CO2

CaCO3(порошок)+2HCl—-CaCO3+h3O+CO2-чем больше поверхность соприкосновения реагирующих веществ, тем больше скорость.

Наличие специальных веществ- катализаторов.

2h3O2——2h3O+O2- без катализатора реакция не идёт, но стоит добавить MnO2? Так реакция происходит бурно. Это вешество является катализатором.

Катализаторы- это вещества . ускоряющие химическую реакцию.

Комментарии по факторам , влияющих на скорость реакции:

Основной теорией, объясняющей скорость химической реакции , является Теориястолкновений.
Основная идея её такова: реакции происходят при столкновении частиц реагентов, которые обладают определённой энергией. Чем больше частиц реагентов, чем ближе они друг к другу, тем больше шансов у них столкнуться и прореагировать.

1.Природа реагирующих веществ. Здесь следует помнить об особенности строения атомом элементов. По электрохимическому ряду напряжений металлов мы видим, что магний активней, чем цинк.

2.Концентрация реагирующих веществ.

4.Температура.

Правило Вант-Гоффа математически выражается следующей формулой:

где V1 –скорость реакции при температуре t2,

V2 – скорость реакции при температуре t1,

y – температурный коэффициент.

5.Наличие катализатора.

Катализаторы- это вещества, ускоряющие химическую реакцию.

Домашнее задание:Просмотр конспекта урока по предложенной вам памятке.

Задачи для самостоятельного решения:

2.Как изменится скорость реакции, протекающей по уравнению 2NO+O2=2NO2, если концентрацию веществ увеличить в три раза3.

3.При t= 300С реакция протекает за 25 минут, а при t= 500С за 4 минуты. Рассчитайте температурный коэффициент реакции

Мой кластер

«Скорость химической реакции»

Факторы, влияющие на скорость реакции

Цели обучения

Чтобы понять теорию столкновений.
Чтобы понять четыре основных фактора, влияющих на скорость реакции.

Кинетика реакций — это исследование скорости химических реакций, причем скорости реакции могут сильно варьироваться в большом диапазоне временных масштабов. Некоторые реакции могут протекать со взрывоопасной скоростью, например, взрыв фейерверка (Рисунок 17.1 «Фейерверк ночью над рекой»), в то время как другие могут происходить с медленной скоростью в течение многих лет, например, ржавчина колючей проволоки, подвергшейся воздействию элементов (рис. 17.2 «Ржавая колючая проволока»).

Рисунок 17.1. Фейерверк ночью над рекой

Химическая реакция в фейерверке происходит со взрывной скоростью.

Рисунок 17.2. Ржавая колючая проволока

Ржавчина колючей проволоки происходит в течение многих лет.

Теория столкновений

Чтобы понять кинетику химических реакций и факторы, влияющие на кинетику, мы должны сначала изучить, что происходит во время реакции на молекулярном уровне.Согласно теории столкновения реактивности, реакции происходят, когда молекулы реагента «эффективно сталкиваются». Чтобы произошло «эффективное столкновение», молекулы реагента должны быть правильно ориентированы в пространстве, чтобы облегчить разрыв и образование связей и перегруппировку атомов, которая приводит к образованию молекул продукта (рис. 17.3 «Визуализации столкновений»).

Рисунок 17.3. Визуализации столкновений

Эта визуализация показывает неэффективное и эффективное столкновение, основанное на ориентации молекул.

Во время столкновения молекул молекулы также должны обладать минимальным количеством кинетической энергии, чтобы произошло эффективное столкновение. Эта энергия варьируется для каждой реакции и известна как энергия активации ( E _a) (Рисунок 17.4 «Потенциальная энергия и энергия активации»). Следовательно, скорость реакции зависит от энергии активации; более высокая энергия активации означает, что меньшее количество молекул будет иметь достаточно энергии для эффективного столкновения.

Рисунок 17.4. Потенциальная энергия и энергия активации

Эта диаграмма потенциальной энергии показывает энергию активации гипотетической реакции.

Факторы, влияющие на рейтинг

Есть четыре основных фактора, которые могут повлиять на скорость химической реакции:

1. Концентрация реагента. Увеличение концентрации одного или нескольких реагентов часто увеличивает скорость реакции. Это происходит потому, что более высокая концентрация реагента приведет к большему количеству столкновений этого реагента за определенный период времени.

2. Физическое состояние реагентов и площадь поверхности. Если молекулы реагента существуют в разных фазах, как в гетерогенной смеси, скорость реакции будет ограничена площадью поверхности фаз, которые находятся в контакте. Например, если твердый металлический реагент и газовый реагент смешиваются, только молекулы, присутствующие на поверхности металла, могут сталкиваться с молекулами газа. Следовательно, увеличение площади поверхности металла за счет его расплющивания или разрезания на множество частей увеличит скорость его реакции.

3. Температура . Повышение температуры обычно увеличивает скорость реакции. Повышение температуры приведет к увеличению средней кинетической энергии молекул реагента. Следовательно, большая часть молекул будет иметь минимальную энергию, необходимую для эффективного столкновения (рис. 17.5 «Температура и скорость реакции»).

Рисунок. 17.5 Температура и скорость реакции

Влияние температуры на распределение кинетической энергии молекул в образце

4. Наличие катализатора . Катализатор — это вещество, которое ускоряет реакцию, участвуя в ней, но не потребляя ее. Катализаторы обеспечивают альтернативный путь реакции для получения продуктов. Они имеют решающее значение для многих биохимических реакций. Они будут рассмотрены далее в разделе «Катализ».

Ключевые выводы

Реакции происходят, когда две молекулы реагента эффективно сталкиваются, каждая из которых имеет минимальную энергию и правильную ориентацию.
Концентрация реагента, физическое состояние реагентов, площадь поверхности, температура и присутствие катализатора — четыре основных фактора, влияющих на скорость реакции.

12.2 Факторы, влияющие на скорость реакции — химия 2e

12.2 Факторы, влияющие на скорость реакции

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Опишите влияние химической природы, физического состояния, температуры, концентрации и катализа на скорость реакции

Скорость, с которой расходуются реагенты и образуются продукты в ходе химических реакций, сильно различается.В этом разделе будут изучены пять факторов, обычно влияющих на скорость химических реакций: химическая природа реагирующих веществ, состояние разделения (один большой кусок по сравнению с множеством мелких частиц) реагентов, температура реагентов, концентрация реагентов. реагенты и наличие катализатора.

Химическая природа реагирующих веществ

Скорость реакции зависит от природы участвующих веществ. Реакции, которые кажутся похожими, могут иметь разную скорость в одних и тех же условиях, в зависимости от идентичности реагентов.Например, когда небольшие кусочки металлов, железа и натрия, подвергаются воздействию воздуха, натрий полностью реагирует с воздухом в течение ночи, в то время как железо практически не затрагивается. Активные металлы кальций и натрий реагируют с водой с образованием газообразного водорода и основания. Однако кальций реагирует с умеренной скоростью, тогда как натрий реагирует так быстро, что реакция становится почти взрывоопасной.

Физические состояния реагентов

Химическая реакция между двумя или более веществами требует тесного контакта между реагентами.Когда реагенты находятся в разных физических состояниях или фазах (твердое, жидкое, газообразное, растворенное), реакция происходит только на границе раздела фаз. Рассмотрим гетерогенную реакцию между твердой фазой и жидкой или газообразной фазой. По сравнению со скоростью реакции для крупных твердых частиц скорость для более мелких частиц будет больше, потому что площадь поверхности, контактирующая с другой фазой реагента, больше. Например, большие куски железа медленнее реагируют с кислотами, чем с мелкодисперсным порошком железа (Рисунок 12.6). Большие куски дерева тлеют, более мелкие — быстро, а опилки горит взрывом.

Фигура 12,6 (а) Железный порошок быстро реагирует с разбавленной соляной кислотой и образует пузырьки газообразного водорода: 2Fe ( s ) + 6HCl ( водн. ) ⟶⟶ 2FeCl ₃ ( водн. ) + 3H ₂ ( г ). (б) Железный гвоздь реагирует медленнее, потому что площадь поверхности, подверженная воздействию кислоты, намного меньше.

Ссылка на обучение

Посмотрите это видео, чтобы увидеть реакцию цезия с водой в замедленном режиме и обсудить, как состояние реагентов и размер частиц влияют на скорость реакции.

Температура реагентов

Химические реакции обычно происходят быстрее при более высоких температурах. Еда может быстро испортиться, если оставить ее на кухонном столе. Однако более низкая температура внутри холодильника замедляет этот процесс, так что одни и те же продукты остаются свежими в течение нескольких дней. Газовые горелки, горячие плиты и духовки часто используются в лаборатории для увеличения скорости реакций, которые протекают медленно при обычных температурах. Для многих химических процессов скорость реакции увеличивается примерно вдвое при повышении температуры на 10 ° C.

Концентрации реагентов

Скорость многих реакций зависит от концентраций реагентов. Скорости обычно увеличиваются, когда увеличивается концентрация одного или нескольких реагентов. Например, карбонат кальция (CaCO ₃) портится в результате его реакции с загрязняющим диоксидом серы. Скорость этой реакции зависит от количества диоксида серы в воздухе (рис. 12.7). Кислый оксид, диоксид серы, соединяется с водяным паром в воздухе с образованием серной кислоты в следующей реакции:

SO2 (г) + h3O (г) h3SO3 (водн.) SO2 (г) + h3O (г) ⟶h3SO3 (водн.)

Карбонат кальция реагирует с серной кислотой следующим образом:

CaCO3 (т.) + H3SO3 (водн.) ⟶CaSO3 (водн.) + CO2 (г) + h3O (л) CaCO3 (т.) + H3SO3 (водн.) ⟶CaSO3 (водн.) + CO2 (г) + h3O (л)

В загрязненной атмосфере с высокой концентрацией диоксида серы карбонат кальция разрушается быстрее, чем в менее загрязненном воздухе.Точно так же фосфор сгорает намного быстрее в атмосфере чистого кислорода, чем в воздухе, который составляет всего около 20% кислорода.

Фигура 12,7 Статуи, сделанные из карбонатных соединений, таких как известняк и мрамор, обычно медленно выветриваются с течением времени из-за действия воды, а также теплового расширения и сжатия. Однако такие загрязнители, как диоксид серы, могут ускорить выветривание. По мере увеличения концентрации загрязнителей воздуха ухудшение состояния известняка происходит быстрее.(Источник: Джеймс П. Фишер III)

Ссылка на обучение

Фосфор быстро горит на воздухе, но он будет гореть еще быстрее, если концентрация кислорода будет выше. Посмотрите это видео, чтобы увидеть пример.

Наличие катализатора

Относительно разбавленные водные растворы перекиси водорода, H ₂ O ₂, обычно используются в качестве местных антисептиков. Перекись водорода разлагается с образованием воды и газообразного кислорода в соответствии с уравнением:

2h3O2 (водн.) ⟶2h3O (l) + O2 (g) 2h3O2 (водн.) ⟶2h3O (l) + O2 (g)

В типичных условиях это разложение происходит очень медленно.Однако когда разбавленный раствор H ₂ O ₂ (водный) наливается на открытую рану, реакция происходит быстро, и раствор пенится из-за сильного выделения газообразного кислорода. Это резкое различие вызвано наличием веществ в открытых тканях раны, которые ускоряют процесс разложения. Вещества, которые увеличивают скорость реакции, называются катализаторами, и эта тема будет более подробно рассмотрена далее в этой главе.

Ссылка на обучение

Химические реакции происходят, когда молекулы сталкиваются друг с другом и претерпевают химическое превращение.Прежде чем физически провести реакцию в лаборатории, ученые могут использовать симуляции молекулярного моделирования, чтобы предсказать, как параметры, обсужденные ранее, повлияют на скорость реакции. Используйте интерактивный интерфейс PhET Reactions & Rates, чтобы изучить, как температура, концентрация и природа реагентов влияют на скорость реакции.

8.3: Факторы, влияющие на скорость реакции (кинетика)

Цели обучения

Опишите влияние химической природы, физического состояния, температуры, концентрации и катализа на скорость реакции

Скорость, с которой расходуются реагенты и образуются продукты в ходе химических реакций, сильно различается.Мы можем выделить пять факторов, которые влияют на скорость химических реакций: химическая природа реагирующих веществ, состояние разделения (один большой кусок по сравнению с множеством мелких частиц) реагентов, температура реагентов, концентрация реагентов, и наличие катализатора.

Химическая природа реагирующих веществ

Состояние подразделения реагентов

За исключением веществ в газообразном состоянии или в растворе, реакции происходят на границе или границе раздела двух фаз.Следовательно, скорость реакции между двумя фазами в значительной степени зависит от поверхностного контакта между ними. Мелкодисперсное твердое вещество имеет большую площадь поверхности, доступную для реакции, чем один большой кусок того же вещества. Таким образом, жидкость будет быстрее реагировать с мелкодисперсным твердым веществом, чем с большим куском того же твердого вещества. Например, большие куски железа медленно реагируют с кислотами; мелкодисперсное железо реагирует намного быстрее (Рисунок \ (\ PageIndex {1} \)). Большие куски дерева тлеют, более мелкие — быстро, а опилки горит взрывом.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): (a) Порошок железа быстро реагирует с разбавленной соляной кислотой и образует пузырьки газообразного водорода, потому что порошок имеет большую общую площадь: 2Fe (s) + 6HCl (водн.) ⟶ 2FeCl3 (водн. ) + 3х3 (г). (поверхностьb) Железный гвоздь реагирует медленнее.

Видео \ (\ PageIndex {1} \) : Замедленная реакция цезия с водой и обсуждение того, как состояние реагентов и размер частиц влияют на скорость реакции.

Температура реагентов

Химические реакции обычно происходят быстрее при более высоких температурах.Еда может быстро испортиться, если оставить ее на кухонном столе. Однако более низкая температура внутри холодильника замедляет этот процесс, так что одни и те же продукты остаются свежими в течение нескольких дней. Мы используем горелку или электрическую плиту в лаборатории, чтобы увеличить скорость реакций, которые медленно протекают при обычных температурах. Во многих случаях повышение температуры всего на 10 ° C примерно вдвое увеличивает скорость реакции в гомогенной системе.

Концентрации реагентов

Скорость многих реакций зависит от концентраций реагентов.Скорости обычно увеличиваются, когда увеличивается концентрация одного или нескольких реагентов. Например, карбонат кальция (\ (\ mathrm {CaCO_3} \)) портится в результате его реакции с загрязняющим диоксидом серы. Скорость этой реакции зависит от количества диоксида серы в воздухе (Рисунок \ (\ PageIndex {2} \)). В качестве кислого оксида диоксид серы соединяется с водяным паром в воздухе с образованием серной кислоты в следующей реакции:

\ [\ ce {SO} _ {2 (g)} + \ ce {H_2O} _ {(g)} ⟶ \ ce {H_2SO} _ {3 (aq)} \ label {12.3.1} \]

Карбонат кальция реагирует с серной кислотой следующим образом:

\ [\ ce {CaCO} _ {3 (s)} + \ ce {H_2SO} _ {3 (водн.)} ⟶ \ ce {CaSO} _ {3 (водн.)} + \ Ce {CO} _ {2 (g)} + \ ce {H_2O} _ {(l)} \ label {12.3.2} \]

В загрязненной атмосфере с высокой концентрацией диоксида серы карбонат кальция разрушается быстрее, чем в менее загрязненном воздухе. Точно так же фосфор сгорает намного быстрее в атмосфере чистого кислорода, чем в воздухе, который составляет всего около 20% кислорода.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Статуи, сделанные из карбонатных соединений, таких как известняк и мрамор, обычно медленно выветриваются с течением времени из-за воздействия воды, а также теплового расширения и сжатия.Однако такие загрязнители, как диоксид серы, могут ускорить выветривание. По мере увеличения концентрации загрязнителей воздуха ухудшение состояния известняка происходит быстрее. (Источник: Джеймс П. Фишер III).

Видео \ (\ PageIndex {2} \) : Фосфор быстро горит на воздухе, но он будет гореть еще быстрее, если концентрация кислорода в нем выше.

Наличие катализатора

Растворы перекиси водорода пенится при наливании на открытую рану, поскольку вещества в открытых тканях действуют как катализаторы, увеличивая скорость разложения перекиси водорода.Однако в отсутствие этих катализаторов (например, во флаконе в аптечке) полное разложение может занять месяцы. Катализатор — это вещество, которое увеличивает скорость химической реакции за счет снижения энергии активации, но при этом оно не расходуется на реакцию. Энергия активации — это минимальное количество энергии, необходимое для протекания химической реакции в прямом направлении. Катализатор увеличивает скорость реакции, предоставляя альтернативный путь или механизм реакции (Рисунок \ (\ PageIndex {3} \)).Катализ будет обсуждаться более подробно позже в этой главе, поскольку он относится к механизмам реакций.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): присутствие катализатора увеличивает скорость реакции за счет снижения ее энергии активации.

Химические реакции происходят, когда молекулы сталкиваются друг с другом и претерпевают химическое превращение. Прежде чем физически провести реакцию в лаборатории, ученые могут использовать симуляции молекулярного моделирования, чтобы предсказать, как параметры, обсужденные ранее, повлияют на скорость реакции.Используйте интерактивный интерфейс PhET Reactions & Rates, чтобы изучить, как температура, концентрация и природа реагентов влияют на скорость реакции.

Авторы и авторство

Сводка

На скорость химической реакции влияют несколько параметров. Реакции, в которых участвуют две фазы, протекают быстрее, когда имеется контакт с большей площадью поверхности. Если температура или концентрация реагента увеличиваются, скорость данной реакции обычно также увеличивается.Катализатор может увеличить скорость реакции, обеспечивая альтернативный путь, который вызывает снижение энергии активации реакции.

Глоссарий

катализатор: Вещество, которое увеличивает скорость реакции, но само по себе не расходуется на реакцию

Авторы и авторство

Факторы, влияющие на скорость реакции в химической кинетике

Химическая кинетика или кинетика реакций — это исследование скорости химических процессов.Изучение химической кинетики включает исследования того, как различные экспериментальные условия могут влиять на скорость химических реакций и давать информацию о механизме реакции и переходных состояниях. Он также включает построение математических моделей, которые могут описывать характеристики химической реакции.

Факторы, влияющие на скорость реакции

Химическая кинетика занимается экспериментальным определением скорости реакции, на основании которой выводятся законы скорости и константы скорости.Чтобы реакция произошла, должно произойти столкновение. Это столкновение должно иметь правильную ориентацию и иметь достаточную энергию, чтобы разорвать необходимые связи.

Есть несколько факторов, которые влияют на скорость химических реакций. Например, гранулометрический состав материала, который можно определить с помощью анализатора размера частиц, будет влиять на реакционную способность твердых веществ, участвующих в химических реакциях. Ниже приведены другие факторы:

Природа реагентов

Изменение скорости реакции зависит от того, какие вещества вступают в реакцию.Быстрые реакции включают кислотные реакции, образование солей и ионный обмен. Реакции, как правило, протекают медленно, когда между молекулами происходит образование ковалентной связи и когда образуются большие молекулы.

Физическое состояние

Физическое состояние реагента, т.е. твердое, жидкое или газообразное, также является важным фактором скорости изменения. Когда реагенты находятся в одной фазе, тепловое движение приводит их в контакт. Если они находятся в разных фазах, реакция ограничивается границей раздела между реагентами, и реакции могут происходить только в области их контакта.Для завершения реакции может потребоваться энергичное встряхивание и перемешивание.

Концентрация

Согласно теории столкновений химических реакций, концентрация является важным фактором, потому что молекулы должны сталкиваться, чтобы вступить в реакцию друг с другом. Когда концентрация реагентов увеличивается, частота столкновений молекул увеличивается, ударяясь друг о друга чаще. Увеличение количества одного или нескольких реагентов приводит к более частому возникновению сговоров, увеличивая скорость реакции.

Температура

Молекулы при более высокой температуре обладают большей тепловой энергией, и частота столкновений выше при более высоких температурах.

Катализаторы

Катализаторы — это вещества, которые используются для облегчения реакций, но после этого остаются химически неизменными. Скорость реакции увеличивается, когда катализатор обеспечивает другой механизм реакции, протекающий с более низкой энергией активации.

Давление

Когда давление в газовой реакции увеличивается, количество столкновений между реагентами также увеличивается, увеличивая скорость реакции.

Приборы, которые можно использовать для изучения скорости реакции

Прекращенный поток

Прибор с остановленным потоком — это смесительное устройство, которое чаще всего используется для изучения быстрой кинетики. Небольшие объемы раствора быстро перемещаются из шприцев в высокоэффективный смеситель, чтобы инициировать быструю реакцию. Эти реакции обычно регистрируются спектроскопическими методами, такими как УФ-поглощение, флуоресценция или круговой дихроизм. Наиболее часто используемым методом обнаружения является флуоресцентная спектроскопия из-за ее высокой чувствительности.

Приборы с остановленным потоком могут быть оснащены до четырех шприцев, одним для образца и двумя или тремя шприцами для двойного или последовательного смешивания реагентов.

Быстрая кинетика флуоресценции

Это еще один прибор, разработанный специально для обнаружения быстрой кинетики. В сочетании с оборудованием Bio-Logic для остановленного потока с закалкой, он образует очень мощную систему кинетического анализа, обладающую высокой чувствительностью и очень эффективным сбором данных. Спектрометр может быть настроен для измерения реакций по УФ-поглощению плюс флуоресценции или двум разным длинам волн флуоресценции.

Найдите лучший инструмент

ATA Scientific предлагает ряд продуктов, которые могут помочь вам в ваших научных начинаниях, больших или малых. Для получения информации и совета о том, какой продукт подойдет вашим конкретным потребностям, свяжитесь с ATA Scientific сегодня.

факторов, влияющих на скорость реакции — химия

OpenStaxCollege

[страница латекса]

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Опишите влияние химической природы, физического состояния, температуры, концентрации и катализа на скорость реакции

За исключением веществ в газообразном состоянии или в растворе, реакции происходят на границе или границе раздела двух фаз.Следовательно, скорость реакции между двумя фазами в значительной степени зависит от поверхностного контакта между ними. Мелкодисперсное твердое вещество имеет большую площадь поверхности, доступную для реакции, чем один большой кусок того же вещества. Таким образом, жидкость будет быстрее реагировать с мелкодисперсным твердым веществом, чем с большим куском того же твердого вещества. Например, большие куски железа медленно реагируют с кислотами; мелкодисперсное железо реагирует гораздо быстрее ([ссылка]). Большие куски дерева тлеют, более мелкие — быстро, а опилки горит взрывом.

(a) Порошок железа быстро реагирует с разбавленной соляной кислотой и образует пузырьки газообразного водорода, поскольку порошок имеет большую общую площадь поверхности: 2Fe ( с ) + 6HCl ( водн. ) \ (⟶ \) 2FeCl3 ( водн. ) + 3х3 ( г ). (б) Железный гвоздь реагирует медленнее.

Химические реакции обычно происходят быстрее при более высоких температурах.Еда может быстро испортиться, если оставить ее на кухонном столе. Однако более низкая температура внутри холодильника замедляет этот процесс, так что одни и те же продукты остаются свежими в течение нескольких дней. Мы используем горелку или электрическую плиту в лаборатории, чтобы увеличить скорость реакций, которые медленно протекают при обычных температурах. Во многих случаях повышение температуры всего на 10 ° C примерно вдвое увеличивает скорость реакции в гомогенной системе.

Скорость многих реакций зависит от концентраций реагентов.Скорости обычно увеличиваются, когда увеличивается концентрация одного или нескольких реагентов. Например, карбонат кальция (CaCO ₃) портится в результате его реакции с загрязняющим диоксидом серы. Скорость этой реакции зависит от количества диоксида серы в воздухе ([ссылка]). Кислый оксид, диоксид серы, соединяется с водяным паром в воздухе с образованием серной кислоты в следующей реакции:

\ ({\ text {SO}} _ {\ text {2}} \ left (g \ right) + {\ text {H}} _ {2} \ text {O (} g \ right) \ phantom { \ правило {0.2em} {0ex}} ⟶ \ phantom {\ rule {0.2em} {0ex}} {\ text {H}} _ {2} {\ text {SO}} _ {\ text {3}} \ left (aq \ справа) \)

Карбонат кальция реагирует с серной кислотой следующим образом:

\ ({\ text {CaCO}} _ {\ text {3}} \ left (s \ right) + {\ text {H}} _ {2} {\ text {SO}} _ {\ text {3 }} \ left (aq \ right) \ phantom {\ rule {0.2em} {0ex}} ⟶ \ phantom {\ rule {0.2em} {0ex}} {\ text {CaSO}} _ {\ text {3} } \ left (aq \ right) + {\ text {CO}} _ {\ text {2}} \ left (g \ right) + {\ text {H}} _ {2} \ text {O (} l \ справа) \)

Статуи, сделанные из карбонатных соединений, таких как известняк и мрамор, обычно медленно выветриваются с течением времени из-за воздействия воды, а также теплового расширения и сжатия. Однако такие загрязнители, как диоксид серы, могут ускорить выветривание. По мере увеличения концентрации загрязнителей воздуха ухудшение состояния известняка происходит быстрее. (Источник: Джеймс П. Фишер III)

Фосфор быстро горит на воздухе, но он будет гореть еще быстрее, если концентрация кислорода в нем выше.Посмотрите это видео, чтобы увидеть пример.

Растворы перекиси водорода пенится при наливании на открытую рану, поскольку вещества в открытых тканях действуют как катализаторы, увеличивая скорость разложения перекиси водорода. Однако в отсутствие этих катализаторов (например, во флаконе в аптечке) полное разложение может занять месяцы. Катализатор — это вещество, которое увеличивает скорость химической реакции за счет снижения энергии активации, но при этом оно не расходуется на реакцию.Энергия активации — это минимальное количество энергии, необходимое для протекания химической реакции в прямом направлении. Катализатор увеличивает скорость реакции, предоставляя альтернативный путь или механизм реакции ([ссылка]). Катализ будет обсуждаться более подробно позже в этой главе, поскольку он относится к механизмам реакций.

Присутствие катализатора увеличивает скорость реакции за счет снижения ее энергии активации.

На скорость химической реакции влияют несколько параметров. Реакции, в которых участвуют две фазы, протекают быстрее, когда имеется контакт с большей площадью поверхности.Если температура или концентрация реагента увеличиваются, скорость данной реакции обычно также увеличивается. Катализатор может увеличить скорость реакции, обеспечивая альтернативный путь, который вызывает снижение энергии активации реакции.

Опишите влияние каждого из следующих факторов на скорость реакции металлического магния с раствором соляной кислоты: молярность соляной кислоты, температура раствора и размер кусочков магния.

Более высокая молярность увеличивает скорость реакции. Более высокая температура увеличивает скорость реакции. Более мелкие кусочки металлического магния будут реагировать быстрее, чем более крупные, потому что существует более реакционная поверхность.

Объясните, почему яйцо в кипящей воде в Денвере готовится медленнее, чем в Нью-Йорке. (Подсказка: рассмотрите влияние температуры на скорость реакции и влияние давления на точку кипения.)

Перейдите в интерактивный режим PhET Reactions & Rates.Используйте вкладку Single Collision, чтобы представить, как столкновение одноатомного кислорода (O) и монооксида углерода (CO) приводит к разрыву одной связи и образованию другой. Оттяните красный поршень, чтобы высвободить атом и наблюдать за результатами. Затем нажмите «Перезагрузить пусковую установку» и измените значение на «Угловой снимок», чтобы увидеть разницу.

(a) Что происходит при изменении угла столкновения?

(b) Объясните, как это влияет на скорость реакции.

(a) В зависимости от выбранного угла, атому может потребоваться много времени, чтобы столкнуться с молекулой, и, когда столкновение все же произойдет, оно может не привести к разрыву связи и образованию другой.(b) Частицы реагента должны вступить в контакт друг с другом, прежде чем они смогут вступить в реакцию.

В интерактивном режиме PhET Reactions & Rates используйте вкладку «Многие столкновения», чтобы наблюдать, как несколько атомов и молекул взаимодействуют в различных условиях. Выберите молекулу для закачки в камеру. Установите начальную температуру и выберите текущее количество каждого реагента. Выберите «Показать облигации» в разделе «Параметры». Как на скорость реакции влияют концентрация и температура?

В интерактивном режиме PhET Reactions & Rates на вкладке Many Collisions настройте моделирование с 15 молекулами A и 10 молекулами BC.Выберите «Показать облигации» в разделе «Параметры».

(a) Оставьте начальную температуру равной настройке по умолчанию. Наблюдайте за реакцией. Скорость реакции быстрая или медленная?

(b) Нажмите «Пауза», затем «Сбросить все», а затем введите 15 молекул A и 10 молекул BC еще раз. Выберите «Показать облигации» в разделе «Параметры». На этот раз увеличивайте начальную температуру до тех пор, пока линия полной средней энергии на графике не окажется полностью выше кривой потенциальной энергии. Опишите, что происходит с реакцией.

(а) очень медленный; (б) При повышении температуры реакция протекает с большей скоростью. Количество реагентов уменьшается, а количество продуктов увеличивается. Через некоторое время в смеси будет примерно равное количество BC , AB и C и небольшой избыток A .

Глоссарий

катализатор: Вещество, которое увеличивает скорость реакции, но само по себе не расходуется на реакцию

Chem4Kids.com: Реакции: Скорость реакции

Скорость реакции — это скорость, с которой происходит химическая реакция. Если реакция имеет низкую скорость, это означает, что молекулы объединяются с меньшей скоростью, чем реакция с высокой скоростью. Некоторые реакции занимают сотни, может быть, даже тысячи лет, в то время как другие могут происходить менее чем за одну секунду. Если вы хотите думать об очень медленной реакции, подумайте о том, сколько времени требуется растениям и древним рыбам, чтобы превратиться в окаменелости (карбонизация).Скорость реакции также зависит от типа соединяющихся молекул. При низких концентрациях необходимого элемента или соединения реакция будет медленнее.

Есть еще одна важная идея относительно скоростей реакции, которая называется теория столкновений . Теория столкновений гласит, что по мере того, как в системе происходит больше столкновений, будет на больше комбинаций молекул, отскакивающих друг от друга. Если у вас есть больше возможных комбинаций, вероятность того, что молекулы завершат реакцию, выше.Реакция будет происходить быстрее, а это значит, что скорость этой реакции увеличится.

Подумайте, как медленно движутся молекулы в меде по сравнению с вашей газировкой, даже если они оба являются жидкими. В меде меньше столкновений из-за более сильных межмолекулярных сил (сил между молекулами). Большие силы означают, что мед имеет более высокую вязкость, чем газированная вода.

Реакции случаются — несмотря ни на что. Химические вещества всегда соединяются или распадаются.Реакции происходят снова и снова, но не всегда с одинаковой скоростью. Несколько вещей влияют на общую скорость реакции и количество возможных столкновений.

Температура: Когда вы повышаете температуру системы, молекулы отскакивают намного сильнее. У них больше энергии . Чем больше они подпрыгивают, тем выше вероятность столкновения. Этот факт означает, что они с большей вероятностью объединятся. Когда вы понижаете температуру, молекулы становятся медленнее и меньше сталкиваются.Это падение температуры снижает скорость реакции. В химическую лабораторию! Иногда вы будете смешивать растворы со льдом, чтобы температура системы оставалась низкой, а скорость реакции замедлялась.

Концентрация: Если в системе больше вещества, существует большая вероятность столкновения молекул и увеличения скорости реакции. Если чего-то будет меньше, будет меньше столкновений и реакция, вероятно, будет происходить с меньшей скоростью.Иногда, когда вы находитесь в химической лаборатории, вы добавляете один раствор к другому. Если вы хотите, чтобы скорость реакции была ниже, вы будете добавлять только несколько капель за раз вместо всего стакана.

Давление: Давление: Давление влияет на скорость реакции, особенно когда вы смотрите на газы. Когда вы увеличиваете давление, у молекул становится меньше пространства, в котором они могут двигаться. Эта большая плотность молекул увеличивает количество столкновений. Когда вы уменьшаете давление, молекулы не ударяются друг о друга так часто, и скорость реакции снижается.

Давление также связано с концентрацией и объемом. Уменьшая объем, доступный молекулам газа, вы увеличиваете концентрацию молекул в определенном пространстве. Вы также должны помнить, что изменение давления в системе хорошо работает только для газов. Как правило, повышение давления не влияет на скорость реакции твердых веществ и жидкостей.

Как работает NIF (Лаборатория Лоуренса Ливермора)

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Факторы, влияющие на скорость химической реакции

2. Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Физическая химия: конспект лекций

План-конспект урока по химии 11 класса на тему «Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость химических реакций»

На конкретных примерах укажите основные факторы, влияющие на скорость химических реакций.

Химические реакции скорость — Справочник химика 21

Скорость протекания химической реакции. Катализаторы

Конспект урока «Скорость химической реакции. Факторы, влияющие на скорость»

Факторы, влияющие на скорость реакции

Цели обучения

Теория столкновений

Факторы, влияющие на рейтинг

Ключевые выводы

12.2 Факторы, влияющие на скорость реакции — химия 2e

12.2 Факторы, влияющие на скорость реакции

Цели обучения

Химическая природа реагирующих веществ

Физические состояния реагентов

Ссылка на обучение

Температура реагентов

Концентрации реагентов

Ссылка на обучение

Наличие катализатора

Ссылка на обучение

8.3: Факторы, влияющие на скорость реакции (кинетика)

Химическая природа реагирующих веществ

Состояние подразделения реагентов

Температура реагентов

Концентрации реагентов

Наличие катализатора

Авторы и авторство

Сводка

Глоссарий

Авторы и авторство

Факторы, влияющие на скорость реакции в химической кинетике

Факторы, влияющие на скорость реакции

Природа реагентов

Физическое состояние

Концентрация

Температура

Катализаторы

Давление

Приборы, которые можно использовать для изучения скорости реакции

Прекращенный поток

Быстрая кинетика флуоресценции

Найдите лучший инструмент

факторов, влияющих на скорость реакции — химия

Цели обучения

Глоссарий

Chem4Kids.com: Реакции: Скорость реакции

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Что сохраняется в файле cookie?

Author: alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики