Фактори, що впливають на швидкість хімічної реакції
З поняттям "швидкість" зазвичай стикаються в курсі фізики. За загальним визначенням швидкість є величиною, яка показує, як за одиницю часу змінюється якась характеристика.
У хімії використовується визначення "швидкість хімічної реакції ". Дана категорія визначає, на скільки за одиницю часу змінюється концентрація вихідних реагентів або отриманих продуктів реакції.
Щоб оцінити швидкість, слід змінити концентрацію одного з речовин.
Найбільш цікаві процеси, що протікають в гомогенної середовищі. Гомогенними (однорідними) системами є рідини або гази. Дані реакції протікають в повному обсязі. Швидкість хімічної реакції для подібної системи розраховують відношенням зміни концентрації і проміжку часу, протягом якого відбувається дана реакція.
Неоднорідні (гетерогенні) системи представлені наступним: тверда речовина - газ, тверде - рідина, газ - рідина. У даних системах реакції протікають на поверхні кордону фаз. Швидкість хімічних реакцій для неоднорідних систем визначають кількістю молей речовин, які вступили або утворилися в результаті впливу на одиниці поверхні за одиницю часу.
Фактори, що впливають на швидкість хімічної реакції
На швидкість реакції впливає концентрація речовин, температура, наявність каталізатора (інгібітора), площа зіткнення і природа діючих речовин.
По-перше, швидкість хімічної реакції залежна від концентрації реагуючих компонентів. Вона росте у прямій пропорції від твору їх концентрацій. Причиною збільшення швидкості виступає підвищення кількості зіткнень частинок реагентів за рахунок збільшення їх числа в одиниці об`єму.
Збільшенню швидкості протікання хімічного процесу сприяє підвищення температурного режиму. Хімічні реакції, що відбуваються в гомогенних системах (рідкі розчини, суміші газів), відбуваються за рахунок зіткнення компонентів (часток). Однак не завжди зіткнення реагентів призводить до появи нових продуктів. Лише активні частинки, які мають підвищену енергію, здатні здійснити хімічну реакцію.
При підвищенні температури зростає кінетична енергія хімічних часток, і кількість активних частинок також зростає. Тому при високих температурах реакції відбуваються швидше, ніж при низьких. Визначити, як залежить швидкість реакції від температурного режиму, дозволяє правило Вант-Гоффа. Даний постулат говорить, що при зростанні температури на кожен десяток градусів Цельсія, швидкість хімічної реакції підвищується в 3-4 рази. Однак дане правило дає наближені значення, і його застосовують тільки для орієнтовною первісної оцінки впливу температури.
Великий вплив на швидкість реакції надає наявність каталізатора - речовини, що прискорює хімічний процес. Каталізатори взаємодіють з реагентами, утворюючи проміжні хімічні сполуки, а в кінці реакції вони звільняються. За агрегатним станом розрізняють гомогенні і гетерогенні каталізатори.
Речовини, які уповільнюють реакції, називають інгібіторами.
Швидкість хімічної реакції також залежить від спільної площі зіткнення реагентів. Щоб збільшити дану характеристику, речовини подрібнюють. Максимальний ступінь подрібнення досягається за допомогою розчинення реагентів. Тому швидше за все реакції протікають в розчинах.
Природа реагентів також впливає на швидкість реакції. Наприклад, залізо і магній мають різну швидкість при взаємодії з кислотами однаковій концентрації. Це обумовлено різної хімічної активністю даних металів.
Хімічна термодинаміка: дозволено чи заборонено Що таке горіння? Це саме звичайне окислення, з'єднання палива з киснем. Але ж у контакті з киснем знаходяться майже всі речовини, а реакція не починається (і слава богу). Значить, мало просто реагентів, потрібно врахувати й інші обставини. Саме цим…
Окислювально-відновні реакції Слово "окислення" спочатку мало на увазі взаємодію конкретної речовини з киснем, з утворенням оксиду, так як кисень був історично визнаний першим окислювачем. Під окисленням розуміли приєднання кисню, а під відновленням - віддачу його. Так що…
Класифікація хімічних реакцій Хімічною реакцією називають процес перетворення речовин, під час якого спостерігається зміна їх будови або складу. В результаті такого процесу відбувається перехід вихідних речовин, або реагентів, в кінцеві продукти. На сьогоднішній день сформована…
Що таке тепловий ефект реакції Хоча знайомство з терміном «тепловий ефект хімічної реакції» у більшості відбувається на уроках хімії, проте він застосовується більш широко. Важко уявити будь-яку область діяльності, де не використовувалося б це явище.Наведемо приклад лише деяких з…
Що таке енергія Гіббса Мимовільність протікання процесів в системах відкритого та закритого типів описується через спеціальний критерій, який отримав назву енергія Гіббса. Він є функцією стану. Д.У. Гіббс, працюючи з термодинамічними системами, зумів вивести її через…
Як протікає реакція горіння Горінням називається реакція окислення, що протікає з високою швидкістю, яка супроводжується виділенням тепла у великій кількості і, як правило, яскравим свіченням, яке ми називаємо полум'ям. Процес горіння вивчає фізична хімія, в якій до горіння…
Енергія активації Хімічні реакції можуть протікати з різними швидкостями. Одні з них завершуються протягом декількох секунд, інші можуть тягнутися годинами, днями і навіть десятиліттями. Для того щоб визначити продуктивність і розмір необхідної апаратури, а також…
Хімічна рівновага - основа оборотних хімічних реакцій Згідно з однією з класифікацій, що використовуються для опису хімічних процесів, існує два види протилежних реакцій - оборотні і незворотні. Оборотна реакція не доходить до кінця, тобто жодне з речовин, що вступили в неї, не витрачається повністю і…
Хімічне рівняння реакції - умовний запис хімічної реакції Для спрощення запису хімічних процесів і кращого їх сприйняття використовується рівняння реакції. Воно являє собою умовну запис взаємодії речовин між собою і, як наслідок, утворення нових продуктів. При такому схематичному «зображенні», для…
Теплові ефекти і ентальпія освіти. Введення в термохімія Ентальпія освіти, будучи важливим термодинамічних властивістю хімічної речовини, яке вказує, яка кількість енергії, що перебуває в його молекулярній структурі може бути перетворено в теплоту, служить одним з ключових понять термодинамічної хімії.…
Гетерогенні реакції - просто і зрозуміло! Багато школярів нарікають на те, що не розуміють хімію і вважають її одним з найскладніших шкільних предметів. Наприклад, одне словосполучення «гетерогенні реакції» наводять на багатьох учнів панічний жах. У чомусь вони, без сумніву праві. Але все ж…
Ступінь дисоціації слабких і сильних електролітів Термін «дисоціація» в хімії та біохімії позначає процес розпаду хімічних сполук на іони і радикали. Дисоціація - це протилежне явище асоціації або рекомбінації, і воно оборотно. Кількісна оцінка дисоціації проводиться за допомогою такої величини як…
Різнорідні або гетерогенні системи У хімії та фізики, а також ряді інших наук застосовуються різні терміни для позначення тієї чи іншої системи. Це необхідно для внесення в необхідну класифікацію та спрощення вивчення конкретних процесів. Гетерогенні системи в буквальному сенсі…