Скорость химической реакции

Скорость химической реакции может быть дана через степень превращения. В реакции

  aA + bB cC + dD
t=0 n0A   n0B   n0C   n0D
t nA - n0A   nB - n0B   nC - n0C   nD - n0D

Во второй строчке показано количество прореагировавших веществ ко времени t. Эта величина разная для различных веществ и по значению, и по знаку. Но если каждую из них поделить на соответствующий стехиометрический коэффициент, то все отношения будут одинаковыми и иметь положительный знак, поскольку а, в < 0, с, d > 0. Эта величина называется химической переменной (или степенью протекания реакции), Скорость химической реакции - №1 - открытая онлайн библиотека (кси).

Скорость химической реакции - №2 - открытая онлайн библиотека

Скорость реакции – это скорость изменения химической переменной (степени превращения, степени протекания реакции) во времени:

Скорость химической реакции - №3 - открытая онлайн библиотека

Для большей наглядности определяют скорость в единице объема, то есть вводят величину, Скорость химической реакции - №4 - открытая онлайн библиотека , если объем постоянен:

Скорость химической реакции - №5 - открытая онлайн библиотека

На практике часто используют в качестве скорости реакции изменение концентрации в единицу времени:

Скорость химической реакции - №6 - открытая онлайн библиотека

Велшичина Скорость химической реакции - №7 - открытая онлайн библиотека может быть положительной (для продуктов) и отрицательной (для исходных веществ); для разных веществ она различна, в то время как величины Скорость химической реакции - №8 - открытая онлайн библиотека не зависят от выбора вещества и всегда положительны.

Графическое изображение С от времени называется кинетической кривой (рисунок ). Проводя графическое дифференцирование можно найти величину производной dC/dt в любой момент времени, которая и будет характеризовать скорость реакции, Скорость химической реакции - №7 - открытая онлайн библиотека .

Скорость химической реакции - №10 - открытая онлайн библиотека Скорость химической реакции - №11 - открытая онлайн библиотека

Рисунок – Пример кинетической кривой.

Необходимым условием, определяющим возможность взаимодействия между двумя молекулами, является их взаимное столкновение. Поэтому при заданных внешних условиях (Т, Р, среда) скорость является функцией концентраций реагирующих веществ, т.к. число столкновений при большей концентрации будет большим.

Если химическая реакция протекает в одну стадию, т.е. является элементарной, то непосредственно по ее стехиометрическому уравнению можно записать скорость реакции в виде:

Скорость химической реакции - №12 - открытая онлайн библиотека

Скорость химической реакции - №13 - открытая онлайн библиотека или Скорость химической реакции - №14 - открытая онлайн библиотека (1)

Для реакции aA + bB Скорость химической реакции - №15 - открытая онлайн библиотека cC + +dD уравнение (1) называется кинетическим уравнением химической реакции.

Множитель «К», показывающий, с какой скоростью идет химический процесс при концентрациях реагирующих веществ равных единице, называется константой скорости химического процесса.

Наряду со скоостью константа скорости химического процесса является основной величиной в химической кинетике.