Скорость химических реакций. Химическое равновесие. Катализ

Под скоростью химической реакции понимают изменение концентрации одного из реагирующих веществ в единицу времени при неизменном объеме системы.

.

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).

Влияние концентраций реагирующих веществ: скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ (закон действующих масс)

Для реакции а А + в В = с С + д Д этот закон выразится уравнением:

,

где С_А и С_В – концентрации веществ А и В, моль/л; k – коэффициент пропорциональности, называемый константой скорости реакции.

Влияние температуры. Зависимость скорости реакции от температуры определяется правилом Вант-Гоффа: при повышении температуры на каждые 10 градусов скорость большинства реакций увеличивается в 2-4 раза. Математически эта зависимость выражается соотношением:

,

где V_t1, V_t2 – скорости реакции соответственно при начальной (t1) и конечной (t2) температурах, а g – температурный коэффициент скорости реакции,

Катализ и катализаторы. Увеличить скорость реакции можно с помощью катализаторов. Катализаторами называются вещества, изменяющие скорость химических реакций. Химические реакции, протекающие при участии катализаторов, называются каталитическими.

Различают два вида катализа – гомогенный (однородный) и гетерогенный (неоднородный) катализ.

Реакции, которые протекают только в одном направлении и завершаются полным превращением исходных реагирующих веществ в конечные вещества, называются необратимыми. Реакции, которые одновременно протекают в двух взаимно противоположных направлениях, называют обратимыми.

Химическое равновесие. Химическое равновесие можно определить как такое состояние системы реагирующих веществ, при котором скорости прямой и обратной реакции равны между собой.

На состояние химического равновесия оказывает влияние концентрация реагирующих веществ, температура, а для газообразных веществ – и давление. При изменении одного из этих параметров, равновесие нарушается, и концентрация всех реагирующих веществ изменяется до тех пор, пока не установится новое равновесие, но уже при иных значениях равновесных концентраций. Подобный переход реакционной системы от одного состояния равновесия к другому называется смещением (сдвигом) химического равновесия.

Цель работы: изучение скорости химической реакции и её зависимости от различных факторов, изучение влияния различных факторов на химическое равновесие