Например,. определить среднюю скорость химической реакции А + В = D, протекающей в растворе, если известно, что исходная концентрация вещества В равнялась 1 моль/л

определить среднюю скорость химической реакции А + В = D, протекающей в растворе, если известно, что исходная концентрация вещества В равнялась 1 моль/л. Через 10 минут концентрация вещества В уменьшилась до 0,25 моль/л.

Записываем краткое условие задачи и подставляем данные в расчетную формулу.

Дано: Решение:

C₁(В) = 1 моль/л v= -(С₂-С₁)/(t₂-t₁) = -ΔС/Δt

С₂(В) = 0,25 моль/л v_{реакции} = - (0,25 – 1)/600 =

Δt = 10мин = 600с =0,75/600 =1,25( молъ/(л∙с)).

Найти:

v_{реакции} Ответ: v_{реакции}=1,25( молъ/(л∙с)).

Скорость реакции зависит от природы реагирующих веществ и от условий, в которых реакция протекает. Важнейшими из них являются: концентрация, температура и присутствие катализатора. Для гетерогенных реакций еще и площадь поверхности раздела фаз, так как реакция протекает именно на этой поверхности, а не во всем объеме системы.

Можно рассчитать, во сколько раз изменится значение скорости при изменении величин концентраций реагирующих веществ, при изменении температуры и при изменении площади поверхности для гетерогенных реакций.

Расчет зависимости скорости от концентрации

Количественно зависимость между скоростью реакции и молярными концентрациями реагирующих веществ описывается основным законом химической кинетики — законом действующих масс.

Скорость химической реакции при постоянной температуре пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ.

Для реакции, записанной в общем виде

А + В = D

в соответствии с законом действующих масс зависимость скорости от концентрации реагирующих веществ может быть представлена в виде

v = k C_A C_B

Здесь k — коэффициент, не зависящий от концентрации, называемый константой скорости.

Гораздо реже реакция осуществляется путем столкновения трех реагирующих частиц. Например, реакция типа

А + 2В = D

может протекать по механизму тройных столкновений:

А + В + В = D.

В этом случае, в соответствии с законом действия масс, можно записать

v = k C_A C_B C_B = k C_A C_B²

Одновременное столкновение более чем трех частиц крайне маловероятно. Поэтому реакции, в уравнения которых входит большое число частиц, протекают в несколько стадий. Показатели степеней в выражении закона действующих масс в случае сложных реакций определяются экспериментально.

При расчетах используются молярные концентрации веществ, находящихся в растворе или в газовой фазе. В случае гетерогенных реакций концентрации веществ в твердой фазе обычно не изменяются в ходе реакции и поэтому не включаются в выражение закона действующих масс.

Для того, чтобы определить, во сколько раз изменится скорость реакции при известном изменении концентрации, пользуются арифметическим приемом: делят одну величину на другую.

Приведенные расчеты справедливы только для простых реакций, протекающих в одну стадию