Влияние природы реагентов на скорость химической реакции

Основные понятия и законы химии. Закон эквивалентов. Закон Авогадро.

Моль-кол-во вещ-ва, которое содержит столько же структурных единиц, сколько содержится атомов в 12 г. углерода. 1 моль – 6,02*10^23 частиц.

Основные законы:

-закон сохранения массы и энергии (1748г.Ломоносов);

-закон постоянства состава (1808г.Пруст);

-закон кратных отношений (1803г.Дальтон);

-закон эквивалентов (1793г.Рихтор) –вещества реагируют между собой в строго определенных количествах, пропорциональных их эквивалентам.

m1/m2 = Э1/Э2

Эквивалент – кол-во вещ-ва, которое взаимодействует с 1 моль атома водорода или замещает такое же кол-во в хим.реакции.

Число эквивалентов: n =m/Mэ

Закон экв.:число экв-в, участвующих в реакции 1 вещ-ва = числу экв-в другого вещ-ва.

-закон Авогадро (1811г.) – в равных объемах газов при одинаковых условиях (Т1=Т2, Р1=Р2)

содержится одинаковое число молекул.

Следствие 1:равное число молекул при одинаковых условиях занимают одинак.объем.

Н.у.:Р=101325Па,Т=273,16 К, V=22,4 л.

Следствие 2:масса равных объемов газов при н.у. относятся друг к другу как молекулярные или молярные массы. m1/m2=M1/M2.

Химическая кинетика. Гомогенные и гетерогенные процессы. Скорость хим.реакции.

Хим.кинетика – это учение о скорости хим.реакции и механизмах хим.превращений.

2 типа реакций:

-гомогенная (протекает в одной фазе, т.е.в однородной среде, вещ-ва находятся в одном агрегатном состоянии)

-гетерогенная (протекает вне однородной среды между вещ-ми разных агрегатных состояний)

Гомогенная протекает во всем объеме, а гетерогенная на границе раздела фаз.

Скорость хим.реакции – это изменение концентрации одного из реагирующих вещ-в за единицу времени в единицу объема (гомогенная)

Скорость хим.реакции – это изменение концентрации одного из реагирующих вещ-в за единицу времени на единицу поверхности.

Зависимость скорости хим.реакции от концентрации. Закон действия масс.

Чем больше концентрации, тем больше скорость хим.реакции.

В единице объема достаточно большое число молекул, они чаще сталкиваются и превращаются в продукты реакции. С течением времени кол-во реагирующих вещ-в уменьшается, т.к. они распадаются на образующие продуктов реакции, в рез-те скорость х.р.уменьшается.

Влияние концентрации на скорость х.р.определяется законом действия масс: скорость х.р.при постоянной температуре пропорциональна произведению концентраций реагирующих вещ-в в степенях стихиометрических коэффициентов.

Исходные вещ-ва: А и В.

Продукты реакции: C и D.

a,b,c,d –стихиометр.коэфф.

аА+вВ = сС+dD.

Vпр.=к1*[A]*[B]

Vобр.=к2*[C]*[D]

K1,k2 –константы скорости.

Зависимость скорости х.р.от температуры. Правило Вант-Гоффа.

С повышением температуры скорость х.р.увеличивается.

Правило Вант-Гоффа: при повышении температуры на каждые 10 градусов скорость х.р.увеличивается в 2-4 раза.

Vt1/Vt2=J^(t2-t1)/10

J-показывает во сколько раз увеличивается скорость х.р.при повышении температуры на 10 гр.

Увеличение скорости х.р.при повышении температуры можно объяснить ускорением движения частиц. Движение более интенсивное, столкновение частиц происходит чаще, сопровождается образованием продуктов реакции, однако только этими факторами значит увеличение скорости с повышение температуры объяснить нельзя.

Влияние природы реагирующих вещ-в на скорость х.р.Энергия активации. Механизм протекания реакций.

Влияние природы реагентов на скорость химической реакции

Константа скорости реакции зависит в первую очередь от природы реагирующих веществ. Калий быстрее взаимодействует с водой, чем натрий, а литий - еще медленнее натрия. Водород реагирует с кислородом очень быстро (часто со взрывом), а азот с кислородом - крайне медленно и лишь в жестких условиях (электрический разряд, высокие температуры).

Под «природой реагирующих веществ» понимают:

1. для веществ молекулярного строения - тип химических связей в молекулах реагентов, прочность связей. Чтобы молекула прореагировала, связь в ней необходимо разорвать.

2. для веществ немолекулярного строения (ионный или атомный кристалл) - строение кристаллической решетки, ее прочность.

3. для веществ, у которых «молекула» состоит из одного атома (например, металлы, благородные газы) - строение электронной оболочки атома, прочность связывания внешних электронов.

4. для молекул сложной формы - вероятность благоприятного для реакции взаимногорасположения реагентов при соударении.

Энергия активации (Еа) – при хим.взаимодействии в реакцию могут вступать не все, а лишь активные молекулы (обладающие достаточной энергией). Неактивные молекулы могут стать активными, если они получат доп.энергию. Одни из способов активации – повышение темпер.

Энергия, необходимая молекулам для взаимодействия наз-ся энергией активации. Еа=КДж/моль.

Чем < Ea, тем > V.

Протекание хим.реакций: 1.из активных молекул образуются промежуточные неустойчивые соединения – активные комплексы;

2.затем они превращаются в продукты реакции.