Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ

Необходимым условием для осуществления акта химического взаимодействия между молекулами должно быть их столкновение, необходимое для разрушения старых и образования новых связей. Столкновение молекул в некотором реакционном пространстве при заданной температуре происходит тем чаще, тем больше этих молекул. Поэтому скорость реакции зависит от концентрации реагирующих веществ.

С этой точки зрения интересно рассмотреть такую задачу.

Пример. Какая реакция протекает с наибольшей скоростью при комнатной температуре?

1. Zn и HCl (1% р-р)

2. Zn и HCl (30% р-р)

3. Zn и HCl (10% р-р)

4. ZnCl₂ (р-р) и AgNO₃ (р-р).

В растворе некоторые вещества (сильные электролиты) подвергаются электролитической диссоциации на ионы. Таким образом, в растворах первую задачу – разрушение старых связей – осуществляет полярный растворитель (в водных растворах – вода). Напишем молекулярные и ионные уравнения этих реакций (для 1-3 реакций они будут одинаковы).

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + Н₂#; Zn + 2H⁺ + 2Cl^- = Zn²⁺ + 2Cl^- + Н₂

4. ZnCl₂ + 2AgNO₃ = 2AgCl$ + Zn(NO₃)₂;

Zn²⁺ + 2Cl^- + 2Ag⁺ + 2NO₃^- = 2AgCl$ + Zn²⁺ + 2NO₃^-.

Видно, что для первых трех реакций, чтобы прошла реакция необходимо превратить цинк в ион. На это надо затратить определенную энергию, поэтому скорость этих реакций будет меньше, чем в реакции №4, где эту работу: образование ионов хлора и серебра сделал полярный растворитель – вода.

Реакции, проходящие в растворах без изменения степеней окисления, называются ионообменными и они протекают практически мгновенно.

Если мы рассматриваем скорости 1-3 реакций, то наибольшая среди них будет реакция №2, так как концентрация соляной кислоты больше.

Основным законом химической кинетики является открытый в 1864-1867 г.г. Гульдбергом и Вааге закон действующих масс для скорости химической реакции (ЗДМ).