Скорость реакции, ее зависимость от различных факторов

Если рассмотреть две реакции: горения водорода 1. 2Н₂ + О₂ = 2Н₂О_(ж) и реакцию нейтрализации 2. Н⁺ + ОН^– = Н₂О_(ж), то с точки зрения химической термодинамики вероятность протекания первой реакции почти в 3 раза превышает вероятность протекания второй. Однако, скорость первой реакции очень мала:

при 25 °С она прореагирует наполовину за 500 млрд лет;

при 300 °С прореагирует наполовину за 300 млн лет;

при 600 °С прореагирует наполовину за доли секунды.

В то же время реакция нейтрализации с образованием воды, протекающая в растворах, вероятность протекания которой значительно меньше по сравнению с первой реакцией, идет практически мгновенно.

Представление о скоростях химических реакций и факторах, влияющих на скорость, исключительно важно для управления химическими процессами.

Область химии, изучающая молекулярный механизм химических реакций и скорость их протекания, называется ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКОЙ.

В зависимости от типа химической реакции, их скорость может определяться по-разному, поэтому необходима классификация химических реакций.

На данном этапе мы ограничимся изучением только гомогенных реакций.

Гомогенные реакции – протекающие в однородной среде без каких-либо границ раздела между реагирующими веществами (газ, раствор). В этом случае молекулы всех реагирующих веществ находятся в одинаковых условиях.

В результате химической реакции происходит изменение количества исходных веществ и образование новых. Поэтому для гомогенных реакций скорость химической реакции измеряется изменением концентрации реагирующих веществ в единицу времени:

‑ средняя скорость реакции за промежуток времени Dτ.

Скорость химической реакции – величина переменная по времени, т.к. концентрации веществ непрерывно изменяются, поэтому часто используют истинную (мгновенную) скорость реакции.

при Dτ ® 0.

Скорость реакции можно измерять, зная изменение концентрации хотя бы одного участника реакции. Например, для реакции:

аА + вВ = сС + dD

ее скорость можно определить по любому участнику реакции с учетом стехиометрических коэффициентов (минус для реагентов, т.к. их концентрация в процессе реакции уменьшается, плюс для продуктов, т.к. их концентрация увеличивается):

V = .