Скорость химических реакций

Химическая кинетика изучает скорость и механизм химических реакций. Основным понятием химической кинетики является скорость химических реакций. Под скоростью химической реакции понимают изменение количества вещества в единицу времени в единице реакционного пространства. В зависимости от типа химической реакции (гомогенная или гетерогенная) меняется характер реакционного пространства. Реакционным пространством принято называть область, в которой локализован химический процесс: объем (V), площадь (S).

Реакционным пространством гомогенных реакций является объем, заполненный реагентами. Так как отношение количества вещества к единице объема называется концентрацией (с), то ско-рость гомогенной реакции равна изменению концентрации исходных веществ или продуктов реакции во времени. Различают среднюю и мгновенную скорости реакции. Средняя скорость ре-акции равна:

(2.20)

где с ₂ и с ₁ − концентрации исходных веществ в момент времени t ₂ и t ₁.

Знак минус (–) в этом выражении ставится при нахождении скорости через изменение концентрации реагентов (в этом случае Δ с < 0, так как со временем концентрации реагентов уменьшаются); концентрации продуктов со временем нарастают, и в этом случае используется знак плюс (+).

Скорость реакции в данный момент времени или мгновенная (истинная) скорость реакции равна:

(2.21)

Скорость реакции в СИ имеет единицу моль·м^–3· с^–1, также используются и другие единицы величины , моль·см^–3· с^–1, моль·см^–3·мин^–1.

Скоростью гетерогенной химической реакции называют изменение количества реагирующего вещества (D n) за единицу времени (D t) на единице площади раздела фаз (S):

(2.22)

или через производную:

(2.23)

Единица скорости гетерогенной реакции – моль · м ^–2 · с^–1.