فرمول سرعت یک واکنش شیمیایی سرعت واکنش، وابستگی آن به عوامل مختلف

در زندگی با واکنش های شیمیایی مختلفی مواجه می شویم. برخی از آنها مانند زنگ زدن آهن می توانند چندین سال دوام بیاورند. برخی دیگر، مانند تخمیر شکر به الکل، چندین هفته طول می کشد. هیزم در اجاق گاز در چند ساعت می سوزد و بنزین در موتور در کسری از ثانیه می سوزد.

برای کاهش هزینه های تجهیزات، کارخانه های شیمیایی سرعت واکنش ها را افزایش می دهند. و برخی از فرآیندها، به عنوان مثال، فساد مواد غذایی و خوردگی فلز، باید کند شوند.

سرعت واکنش شیمیاییرا می توان به صورت بیان کرد تغییر در مقدار ماده (n، مدول) در واحد زمان (t) - مقایسه سرعت یک جسم متحرک در فیزیک به عنوان تغییر مختصات در واحد زمان: υ = Δx/Δt. به طوری که سرعت به حجم ظرفی که واکنش در آن انجام می شود بستگی ندارد، بیان را بر حجم مواد واکنش دهنده (v) تقسیم می کنیم، یعنی به دست می آوریم.تغییر در مقدار یک ماده در واحد زمان در واحد حجم، یا تغییر در غلظت یکی از مواد در واحد زمان:

n 2 - n 1 Δn
υ = –––––––––– = –––––––– = Δσ/Δt (1)
(t 2 - t 1) v Δt v

که در آن c = n / v غلظت ماده است،

Δ (بخوانید "دلتا") یک نام پذیرفته شده برای تغییر در مقدار است.

اگر مواد دارای ضرایب متفاوت در معادله باشند، سرعت واکنش برای هر یک از آنها که با استفاده از این فرمول محاسبه می شود، متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال، 2 مول دی اکسید گوگرد به طور کامل با 1 مول اکسیژن در 10 ثانیه در 1 لیتر واکنش نشان داد:

2SO2 + O2 = 2SO3

میزان اکسیژن به صورت زیر خواهد بود: υ = 1: (10 1) = 0.1 mol/l s

سرعت دی اکسید گوگرد: υ = 2: (10 1) = 0.2 mol/l s- این مورد نیازی به حفظ کردن و گفتن در حین امتحان ندارد، مثال زده می شود تا در صورت بروز این سوال گیج نشوید.

سرعت واکنش های ناهمگن (شامل جامدات) اغلب در واحد سطح سطوح در تماس بیان می شود:

Δn
υ = –––––– (2)
Δt S

هنگامی که واکنش دهنده ها در فازهای مختلف باشند، واکنش ها ناهمگن نامیده می شوند:

• جامد با جامد، مایع یا گاز دیگری،
• دو مایع غیر قابل اختلاط
• مایع با گاز

واکنش های همگن بین مواد در یک فاز رخ می دهد:

• بین مایعات خوب مخلوط شده،
• گازها،
• مواد موجود در محلول ها

شرایط موثر بر سرعت واکنش های شیمیایی

1) سرعت واکنش بستگی دارد ماهیت واکنش دهنده ها. به بیان ساده، مواد مختلف با سرعت های متفاوت واکنش نشان می دهند. به عنوان مثال، روی به شدت با اسید هیدروکلریک واکنش نشان می دهد، در حالی که آهن نسبتا کند واکنش می دهد.

2) هر چه سرعت واکنش بیشتر باشد، سریعتر است تمرکزمواد روی با اسید بسیار رقیق واکنش بسیار طولانی تری نشان می دهد.

3) سرعت واکنش با افزایش به طور قابل توجهی افزایش می یابد درجه حرارت. به عنوان مثال، برای سوختن سوخت، باید مشتعل شود، یعنی دما باید افزایش یابد. برای بسیاری از واکنش ها، افزایش 10 درجه سانتیگراد دما با افزایش 2 تا 4 برابری سرعت همراه است.

4) سرعت ناهمگونواکنش ها با افزایش افزایش می یابد سطوح مواد واکنش دهنده. معمولاً جامدات را برای این منظور آسیاب می کنند. به عنوان مثال، برای اینکه پودرهای آهن و گوگرد در هنگام حرارت دادن واکنش نشان دهند، آهن باید به صورت خاک اره ریز باشد.

لطفا توجه داشته باشید که در این مورد فرمول (1) ضمنی است! فرمول (2) سرعت در واحد سطح را بیان می کند، بنابراین نمی تواند به منطقه بستگی داشته باشد.

5) سرعت واکنش به وجود کاتالیزورها یا بازدارنده ها بستگی دارد.

کاتالیزورها- موادی که واکنش های شیمیایی را تسریع می کنند، اما مصرف نمی شوند. یک مثال تجزیه سریع پراکسید هیدروژن با افزودن یک کاتالیزور - اکسید منگنز (IV) است:

2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2

اکسید منگنز (IV) در پایین باقی می ماند و می توان از آن دوباره استفاده کرد.

بازدارنده ها- موادی که واکنش را کند می کنند. به عنوان مثال، بازدارنده های خوردگی به سیستم گرمایش آب اضافه می شوند تا عمر لوله ها و باتری ها را افزایش دهند. در خودروها، بازدارنده های خوردگی به مایع ترمز و خنک کننده اضافه می شوند.

چند نمونه دیگر.

واکنش های شیمیایی با سرعت های مختلف رخ می دهد. برخی از آنها به طور کامل در کسری از ثانیه تکمیل می شوند، برخی دیگر در دقیقه، ساعت، روز انجام می شوند. واکنش هایی شناخته شده است که چندین سال طول می کشد تا رخ دهد. علاوه بر این، واکنش مشابه می تواند در برخی شرایط به سرعت انجام شود، به عنوان مثال، در دماهای بالا، و به آرامی تحت شرایط دیگر، برای مثال، پس از سرد شدن. علاوه بر این، تفاوت در سرعت همان واکنش می تواند بسیار زیاد باشد.

هنگام در نظر گرفتن سرعت یک واکنش شیمیایی، لازم است بین واکنش های رخ داده در یک سیستم همگن (واکنش های همگن) و واکنش هایی که در یک سیستم ناهمگن (واکنش های ناهمگن) رخ می دهند، تمایز قائل شویم.

تعریف

سیستمدر شیمی مرسوم است که به ماده یا مجموعه ای از مواد مورد نظر گفته می شود. در این مورد، سیستم با محیط خارجی - مواد اطراف سیستم - در تضاد است.

سیستم های همگن و ناهمگن وجود دارد. همگنیک سیستم متشکل از یک فاز نامیده می شود ناهمگون- سیستمی متشکل از چند فاز. فازبخشی از یک سیستم است که توسط یک رابط از سایر بخش های آن جدا شده است، در طول انتقال که از طریق آن ویژگی ها به طور ناگهانی تغییر می کنند.

نمونه ای از یک سیستم همگن هر مخلوط گازی است (همه گازها در فشارهای نه چندان زیاد بدون محدودیت در یکدیگر حل می شوند) یا محلولی از چندین ماده در یک حلال.

نمونه هایی از سیستم های ناهمگن شامل سیستم های زیر است: آب با یخ، محلول اشباع شده با رسوب، زغال سنگ و گوگرد در جو هوا.

اگر واکنشی در یک سیستم همگن رخ دهد، در کل حجم این سیستم رخ می دهد. اگر واکنشی بین موادی که یک سیستم ناهمگن را تشکیل می‌دهند، رخ دهد، آن‌گاه می‌تواند تنها در فصل مشترک بین فازهای تشکیل‌دهنده سیستم رخ دهد. در این راستا، سرعت یک واکنش همگن و سرعت یک واکنش ناهمگن به طور متفاوت تعریف شده است.

تعریف

سرعت واکنش همگنمقدار ماده ای است که در طول یک واکنش در واحد زمان در واحد حجم سیستم واکنش می دهد یا تشکیل می شود.

سرعت واکنش ناهمگنمقدار ماده ای است که در طول یک واکنش در واحد زمان در واحد سطح فاز واکنش می دهد یا تشکیل می شود.

هر دوی این تعاریف را می توان به شکل ریاضی نوشت. اجازه دهید نماد زیر را معرفی کنیم: υ هموژن - سرعت واکنش در یک سیستم همگن. υ h etero gen - سرعت واکنش در یک سیستم ناهمگن n - تعداد مولهای هر یک از مواد حاصل از واکنش. V حجم سیستم است. t-time; S مساحت سطح فازی است که واکنش روی آن رخ می دهد. Δ - علامت افزایش (Δn = n 2 -n 1؛ Δt = t 2 -t 1). سپس

υ همگن = Δn / (V× Δt);

υ هتروژن = Δn / (S× Δt).

اولین مورد از این معادلات را می توان ساده کرد. نسبت مقدار یک ماده (n) به حجم (V) سیستم، غلظت مولی (c) ماده است: c=n/V، از آنجا Δc=Δn/V و در نهایت:

υ همگن = Δc / Δt.

نمونه هایی از حل مسئله

مثال 1

ورزش	اگر کسر جرمی آهن موجود در آنها 77.8% و 70.0% باشد، فرمول دو اکسید آهن را بسازید.
راه حل	بیایید کسر جرمی در هر یک از اکسیدهای مس را پیدا کنیم: ω 1 (O) = 100% - ω 1 (Fe) = 100% - 77.8% = 22.2%؛ ω 2 (O) = 100٪ - ω 2 (Fe) = 100٪ - 70.0٪ = 30.0٪. اجازه دهید تعداد مول عناصر موجود در ترکیب را با "x" (آهن) و "y" (اکسیژن) نشان دهیم. سپس نسبت مولی به این صورت خواهد بود (مقادیر جرم های اتمی نسبی گرفته شده از جدول تناوبی مندلیف را به اعداد کامل گرد می کنیم): x:y = ω 1 (Fe)/Ar(Fe) : ω 1 (O)/Ar(O); x:y = 77.8/56: 22.2/16; x:y = 1.39: 1.39 = 1:1. این بدان معناست که فرمول اولین اکسید آهن FeO خواهد بود. x:y = ω 2 (Fe)/Ar(Fe) : ω 2 (O)/Ar(O); x:y = 70/56: 30/16; x:y = 1.25: 1.875 = 1: 1.5 = 2: 3. این بدان معنی است که فرمول اکسید آهن دوم Fe 2 O 3 خواهد بود.
پاسخ	FeO، Fe2O3

مثال 2

ورزش	اگر کسر جرمی عناصر موجود در آن عبارتند از: ω(H) = 2.2٪، ω(I) = 55.7٪، ω(O) = 42.1٪ برای ترکیب هیدروژن، ید و اکسیژن فرمولی بنویسید.
راه حل	کسر جرمی عنصر X در یک مولکول از ترکیب NX با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. اجازه دهید تعداد مول عناصر موجود در ترکیب را به صورت "x" (هیدروژن)، "y" (ید)، "z" (اکسیژن) نشان دهیم. سپس نسبت مولی به این صورت خواهد بود (مقادیر جرم اتمی نسبی که از جدول تناوبی مندلیف گرفته شده است به اعداد کامل گرد می شود): x:y:z = ω(H)/Ar(H) : ω(I)/Ar(I) : ω(O)/Ar(O); x:y:z= 2.2/1: 55.7/127: 42.1/16; x:y:z= 2.2: 0.44: 2.63 = 5: 1: 6. این بدان معناست که فرمول ترکیب هیدروژن، ید و اکسیژن H 5 IO 6 خواهد بود.
پاسخ	H5IO6

سرعت واکنش شیمیایی

سرعت واکنش شیمیایی- تغییر در مقدار یکی از مواد واکنش دهنده در واحد زمان در واحد فضای واکنش. یک مفهوم کلیدی در سینتیک شیمیایی است. سرعت یک واکنش شیمیایی همیشه یک مقدار مثبت است، بنابراین، اگر توسط ماده شروع (که غلظت آن در طول واکنش کاهش می یابد) تعیین شود، مقدار حاصل در -1 ضرب می شود.

به عنوان مثال برای واکنش:

عبارت سرعت به صورت زیر خواهد بود:

. سرعت یک واکنش شیمیایی در هر زمان معین با غلظت واکنش دهنده ها به توانی برابر با ضرایب استوکیومتری آنها متناسب است.

برای واکنش های ابتدایی، توان غلظت هر ماده اغلب با ضریب استوکیومتری آن برابر است، این قانون برای واکنش های پیچیده رعایت نمی شود. علاوه بر غلظت، عوامل زیر بر سرعت یک واکنش شیمیایی تأثیر می‌گذارند:

• ماهیت واکنش دهنده ها،
• وجود کاتالیزور،
• دما (قاعده وان هاف)،
• فشار،
• سطح مواد واکنش دهنده

اگر ساده ترین واکنش شیمیایی A + B → C را در نظر بگیریم متوجه می شویم که فوریسرعت یک واکنش شیمیایی ثابت نیست.

ادبیات

• Kubasov A. A. سینتیک شیمیایی و کاتالیز.
• پریگوژین I.، Defey R. ترمودینامیک شیمیایی. نووسیبیرسک: ناوکا، 1966. 510 ص.
• Yablonsky G.S., Bykov V.I., Gorban A.N., Kinetic models of catalytic models, Novosibirsk: Nauka (Sib. Department), 1983. - 255 p.

بنیاد ویکی مدیا 2010.

• لهجه های ولزی انگلیسی
• اره (مجموعه فیلم)

ببینید "سرعت یک واکنش شیمیایی" در فرهنگ های دیگر چیست:

نرخ واکنش شیمیایی- مفهوم اصلی سینتیک شیمیایی. برای واکنش‌های همگن ساده، سرعت یک واکنش شیمیایی با تغییر تعداد مول‌های ماده واکنش‌دهنده (در حجم ثابت سیستم) یا با تغییر در غلظت هر یک از مواد اولیه اندازه‌گیری می‌شود. فرهنگ لغت دایره المعارفی بزرگ

نرخ واکنش شیمیایی- مفهوم اولیه شیمی. سینتیک، بیانگر نسبت مقدار ماده واکنش داده شده (به مول) به دوره زمانی که در طی آن برهمکنش رخ داده است. از آنجایی که غلظت واکنش دهنده ها در طول برهمکنش تغییر می کند، سرعت معمولاً ... دایره المعارف بزرگ پلی تکنیک

سرعت واکنش شیمیایی- کمیتی که شدت یک واکنش شیمیایی را مشخص می کند. سرعت تشکیل محصول واکنش مقدار این محصول در نتیجه واکنش در واحد زمان در واحد حجم (اگر واکنش همگن باشد) یا در هر... ...

سرعت واکنش شیمیایی- مفهوم اساسی سینتیک شیمیایی. برای واکنش‌های همگن ساده، سرعت یک واکنش شیمیایی با تغییر تعداد مول‌های ماده واکنش‌دهنده (در حجم ثابت سیستم) یا با تغییر در غلظت هر یک از مواد اولیه اندازه‌گیری می‌شود. فرهنگ لغت دایره المعارفی

سرعت واکنش شیمیایی- کمیتی که شدت یک واکنش شیمیایی را مشخص می کند (به واکنش های شیمیایی مراجعه کنید). سرعت تشکیل یک محصول واکنش، مقدار این محصول حاصل از یک واکنش در واحد زمان در واحد حجم است (اگر... ...

نرخ واکنش شیمیایی- پایه ای مفهوم شیمی سینتیک برای واکنش های همگن ساده S. x. آر. با تغییر تعداد مول های واکنش داده شده در وا (در حجم ثابت سیستم) یا با تغییر در غلظت هر یک از va یا محصولات اولیه واکنش (اگر حجم سیستم ...

مکانیسم واکنش شیمیایی- برای واکنش های پیچیده متشکل از چندین. مراحل (واکنش های ساده یا ابتدایی)، مکانیسم مجموعه ای از مراحل است که در نتیجه مواد اولیه به محصولات تبدیل می شوند. مولکول ها می توانند به عنوان واسطه در این واکنش ها عمل کنند... علوم طبیعی. فرهنگ لغت دایره المعارفی

واکنش های جایگزینی هسته دوست- (انگلیسی: واکنش جانشینی هسته دوست) واکنش های جایگزینی که در آنها حمله توسط یک معرف هسته دوست حامل یک جفت الکترون تنها انجام می شود. گروه خروجی در واکنش های جانشینی نوکلئوفیل، نوکلئوفوژ نامیده می شود. همه چیز... ویکی پدیا

واکنش های شیمیایی- تبدیل برخی از مواد به مواد دیگر، متفاوت از مواد اولیه در ترکیب شیمیایی یا ساختار. تعداد کل اتم های هر عنصر معین، و همچنین خود عناصر شیمیایی که مواد را می سازند، در R. x باقی می مانند. بدون تغییر؛ این R.x... دایره المعارف بزرگ شوروی

سرعت ترسیم- سرعت خطی حرکت فلز در خروجی قالب، m/s. در ماشین های نقشه کشی مدرن، سرعت کشیدن به 50 تا 80 متر بر ثانیه می رسد. با این حال، حتی هنگام کشیدن سیم، سرعت، به عنوان یک قاعده، از 30-40 متر در ثانیه تجاوز نمی کند. در …… فرهنگ لغت دایره المعارف متالورژی

یک واکنش شیمیایی تبدیل یک ماده به ماده دیگر است.

هر نوع واکنش شیمیایی که باشد با سرعت های متفاوتی انجام می شود. برای مثال، دگرگونی‌های ژئوشیمیایی در روده‌های زمین (تشکیل هیدرات‌های کریستالی، هیدرولیز نمک‌ها، سنتز یا تجزیه مواد معدنی) برای هزاران، میلیون‌ها سال اتفاق می‌افتد. و واکنش هایی مانند احتراق باروت، هیدروژن، نمک نمک و نمک برتوله در کسری از ثانیه رخ می دهد.

سرعت یک واکنش شیمیایی به تغییر در مقدار واکنش دهنده ها (یا محصولات واکنش) در واحد زمان اشاره دارد. پرکاربردترین مفهوم سرعت متوسط ​​واکنش (Δc p) در بازه زمانی.

v av = ± ∆C/∆t

برای محصولات ∆С > 0، برای مواد اولیه -∆С< 0. Наиболее употребляемая единица измерения - моль на литр в секунду (моль/л*с).

سرعت هر واکنش شیمیایی به عوامل زیادی بستگی دارد: ماهیت مواد واکنش دهنده، غلظت مواد واکنش دهنده، تغییرات دمای واکنش، درجه آسیاب مواد واکنش دهنده، تغییرات فشار، و معرفی یک کاتالیزور. به محیط واکنش

ماهیت واکنش دهنده ها به طور قابل توجهی بر سرعت یک واکنش شیمیایی تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، تعامل برخی از فلزات با یک جزء دائمی - آب را در نظر بگیرید. بیایید فلزات را تعریف کنیم: Na، Ca، Al، Au. سدیم با آب در دمای معمولی به شدت واکنش می دهد و مقدار زیادی گرما آزاد می کند.

2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 + Q.

کلسیم در دماهای معمولی با آب کمتر واکنش نشان می دهد:

Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2 + Q;

آلومینیوم با آب در دمای بالا واکنش می دهد:

2Al + 6H 2 O = 2Al(OH)z + ZH 2 - Q;

و طلا یکی از فلزات غیرفعال است که چه در دمای معمولی و چه در دمای بالا با آب واکنش نمی دهد.

سرعت یک واکنش شیمیایی به طور مستقیم به آن بستگی دارد غلظت واکنش دهنده ها . بنابراین، برای واکنش:

C 2 H 4 + 3O 2 = 2CO 2 + 2H 2 O;

عبارت سرعت واکنش عبارت است از:

v = k**[O 2 ] 3 ;

در جایی که k ثابت سرعت یک واکنش شیمیایی است که از نظر عددی برابر با سرعت این واکنش است، مشروط بر اینکه غلظت اجزای واکنش دهنده برابر با 1 گرم بر مول باشد. مقادیر [C 2 H 4 ] و [O 2 ] 3 مربوط به غلظت مواد واکنش دهنده است که به توان ضرایب استوکیومتری آنها افزایش یافته است. هر چه غلظت [C 2 H 4 ] یا [O 2 ] بیشتر باشد، برخورد مولکول های این مواد در واحد زمان بیشتر است و بنابراین سرعت واکنش شیمیایی بیشتر می شود.

سرعت واکنش های شیمیایی، به عنوان یک قاعده، نیز به طور مستقیم وابسته است در دمای واکنش . طبیعتاً با افزایش دما، انرژی جنبشی مولکول ها افزایش می یابد که منجر به برخورد بیشتر مولکول ها در واحد زمان نیز می شود. آزمایش‌های متعدد نشان داده‌اند که با هر ۱۰ درجه تغییر دما، سرعت واکنش ۲ تا ۴ برابر تغییر می‌کند (قانون van't Hoff):

که در آن VT 2 سرعت واکنش شیمیایی در T 2 است. Vti سرعت واکنش شیمیایی در T 1 است. g ضریب دمایی سرعت واکنش است.

نفوذ درجه آسیاب کردن مواد سرعت واکنش نیز مستقیماً وابسته است. هرچه ذرات مواد واکنش دهنده ریزتر باشند، در واحد زمان بیشتر با یکدیگر تماس پیدا می کنند و سرعت واکنش شیمیایی بیشتر می شود. بنابراین، به عنوان یک قاعده، واکنش بین مواد یا محلول های گازی سریعتر از حالت جامد انجام می شود.

تغییرات فشار بر سرعت واکنش بین مواد در حالت گاز تأثیر می گذارد. با قرار گرفتن در یک حجم بسته در دمای ثابت، واکنش با سرعت V1 پیش می‌رود. اگر در این سیستم فشار را افزایش دهیم (بنابراین، حجم را کاهش دهیم)، غلظت مواد واکنش‌دهنده افزایش می‌یابد، برخورد مولکول‌های آنها افزایش می‌یابد. در واحد زمان افزایش می یابد، سرعت واکنش به V2 افزایش می یابد (v 2 > v 1).

کاتالیزورها موادی هستند که سرعت یک واکنش شیمیایی را تغییر می دهند، اما پس از پایان واکنش شیمیایی بدون تغییر باقی می مانند. تاثیر کاتالیزورها بر سرعت واکنش را کاتالیزور می‌گویند. هنگامی که مواد برهم کنش و کاتالیزور در یک حالت تجمع هستند، از کاتالیز همگن صحبت می کنیم و با کاتالیز ناهمگن، واکنش دهنده ها و کاتالیزور در حالت های مختلف تجمع هستند. کاتالیزور و معرف ها یک کمپلکس میانی را تشکیل می دهند. به عنوان مثال، برای یک واکنش:

کاتالیزور (K) یک کمپلکس با A یا B تشکیل می دهد - AK، VK، که پس از برهمکنش با ذره آزاد A یا B، K را آزاد می کند:

AK + B = AB + K

VK + A = VA + K;

وب سایت، هنگام کپی کردن مطالب به طور کامل یا جزئی، پیوند به منبع اصلی مورد نیاز است.

هدف کار:مطالعه سرعت یک واکنش شیمیایی و وابستگی آن به عوامل مختلف: ماهیت واکنش دهنده ها، غلظت، دما.

واکنش های شیمیایی با سرعت های مختلف رخ می دهد. سرعت واکنش شیمیاییتغییر غلظت یک واکنش دهنده در واحد زمان نامیده می شود. برابر است با تعداد رویدادهای برهمکنش در واحد زمان در واحد حجم برای واکنشی که در یک سیستم همگن (برای واکنش‌های همگن) رخ می‌دهد، یا در واحد سطح واسط برای واکنش‌هایی که در یک سیستم ناهمگن (برای واکنش‌های ناهمگن) رخ می‌دهد.

میانگین سرعت واکنش v میانگین. در فاصله زمانی از t 1قبل از t 2با رابطه تعیین می شود:

جایی که ج 1و ج 2- غلظت مولی هر شرکت کننده در واکنش در نقاط زمانی t 1و t 2به ترتیب.

علامت "-" قبل از کسر به غلظت مواد اولیه، Δ اشاره دارد با < 0, знак “+” – к концентрации продуктов реакции, Δبا > 0.

عوامل اصلی موثر بر سرعت یک واکنش شیمیایی: ماهیت واکنش دهنده ها، غلظت آنها، فشار (اگر گازها در واکنش دخیل باشند)، دما، کاتالیزور، سطح رابط برای واکنش های ناهمگن.

بیشتر واکنش‌های شیمیایی فرآیندهای پیچیده‌ای هستند که در چند مرحله رخ می‌دهند، به عنوان مثال. متشکل از چندین فرآیند ابتدایی واکنش های ابتدایی یا ساده واکنش هایی هستند که در یک مرحله رخ می دهند.

برای واکنش های ابتدایی، وابستگی سرعت واکنش به غلظت با قانون عمل جرم بیان می شود.

در دمای ثابت، سرعت یک واکنش شیمیایی به طور مستقیم با حاصلضرب غلظت مواد واکنش دهنده، در توان برابر با ضرایب استوکیومتری، متناسب است.

برای واکنش به شکل کلی

a A + b B… → c C,

طبق قانون عمل جمعی vبا نسبت بیان می شود

v = К∙с(А) а ∙ с(В) ب,

جایی که ج (الف)و s(B)- غلظت مولی واکنش دهنده های A و B.

به– ثابت سرعت این واکنش، برابر است با v، اگر ج (الف) الف=1 و ج (ب) ب= 1، و بسته به ماهیت واکنش دهنده ها، دما، کاتالیزور و سطح رابط برای واکنش های ناهمگن است.

بیان سرعت واکنش به عنوان تابعی از غلظت، معادله جنبشی نامیده می شود.

در مورد واکنش های پیچیده، قانون کنش جرم برای هر مرحله منفرد اعمال می شود.

برای واکنش های ناهمگن، معادله جنبشی فقط شامل غلظت مواد گازی و محلول می شود. بله، برای سوزاندن زغال سنگ

C (k) + O 2 (g) → CO 2 (g)

معادله سرعت شکل دارد

v = K∙s (O 2)

چند کلمه در مورد مولکولی و ترتیب جنبشی واکنش.

مفهوم "مولکولیته واکنش"فقط برای واکنش های ساده اعمال می شود. مولکولی بودن یک واکنش تعداد ذرات شرکت کننده در یک برهمکنش اولیه را مشخص می کند.

واکنش های تک، دو و سه مولکولی وجود دارد که به ترتیب یک، دو و سه ذره در آن شرکت می کنند. احتمال برخورد سه ذره به طور همزمان کم است. فرآیند اولیه برهمکنش بیش از سه ذره ناشناخته است. نمونه هایی از واکنش های ابتدایی:

N 2 O 5 → NO + NO + O 2 (تک مولکولی)

H 2 + I 2 → 2HI (دو مولکولی)

2NO + Cl 2 → 2NOCl (سه مولکولی)

مولکولی بودن واکنش های ساده با نظم جنبشی کلی واکنش منطبق است. ترتیب واکنش ماهیت وابستگی سرعت به غلظت را تعیین می کند.

نظم جنبشی کلی (کل) یک واکنش مجموع توانها در غلظت واکنش دهنده ها در معادله سرعت واکنش است که به صورت تجربی تعیین می شود.

با افزایش دما، سرعت اکثر واکنش های شیمیایی افزایش می یابد. وابستگی سرعت واکنش به دما تقریباً توسط قانون Van't Hoff تعیین می شود.

به ازای هر 10 درجه افزایش دما، سرعت اکثر واکنش ها 2 تا 4 برابر افزایش می یابد.

سرعت واکنش به ترتیب در دماها کجا و هستند t 2و t 1 (t 2 > t 1);

γ ضریب دمایی سرعت واکنش است، این عددی است که نشان می دهد با افزایش 10 درجه حرارت، سرعت یک واکنش شیمیایی چند برابر افزایش می یابد.

با استفاده از قانون وانت هاف، تنها تخمین تقریبی اثر دما بر سرعت واکنش امکان پذیر است. توصیف دقیق تری از وابستگی سرعت واکنش دما در چارچوب تئوری فعال سازی آرنیوس امکان پذیر است.

یکی از روش های تسریع یک واکنش شیمیایی، کاتالیز است که با استفاده از مواد (کاتالیزور) انجام می شود.

کاتالیزورها- اینها موادی هستند که به دلیل مشارکت مکرر در فعل و انفعالات شیمیایی میانی با واکنشگرهای واکنش، سرعت یک واکنش شیمیایی را تغییر می دهند، اما پس از هر چرخه برهمکنش میانی، ترکیب شیمیایی خود را بازیابی می کنند.

مکانیسم عمل کاتالیزور به کاهش انرژی فعال سازی واکنش کاهش می یابد، یعنی. کاهش اختلاف بین انرژی متوسط ​​مولکول های فعال (کمپلکس فعال) و میانگین انرژی مولکول های مواد اولیه. سرعت واکنش شیمیایی افزایش می یابد.