Факторы, влияющие на скорость химической реакции

С понятием "скорость" обычно сталкиваются в курсе физики. По общему определению скорость является величиной, которая показывает, как за единицу времени изменяется какая-нибудь характеристика.

В химии используется определение "скорость химической реакции". Данная категория определяет, на сколько за единицу времени изменяется концентрация исходных реагентов или полученных продуктов реакции.

Чтобы оценить скорость, следует изменить концентрацию одного из веществ.

Видео: № 188. Неорганическая химия. Тема 21. Скорость химических реакций. Часть 2. Факторы

Наиболее интересны процессы, протекающие в гомогенной среде. Гомогенными (однородными) системами являются жидкости или газы. Данные реакции протекают в полном объеме. Скорость химической реакции для подобной системы рассчитывают отношением изменения концентрации и промежутка времени, в течение которого происходит данная реакция.

Неоднородные (гетерогенные) системы представлены следующим: твердое вещество - газ, твердое - жидкость, газ - жидкость. В данных системах реакции протекают на поверхности границы фаз. Скорость химических реакций для неоднородных систем определяют количеством молей веществ, которые вступили или образовались в результате воздействия на единице поверхности за единицу времени.

Факторы, влияющие на скорость химической реакции

На быстроту реакции воздействует концентрация веществ, температура, наличие катализатора (ингибитора), площадь соприкосновения и природа действующих веществ.

Во-первых, скорость химической реакции зависима от концентрации реагирующих компонентов. Она растет в прямой пропорции от произведения их концентраций. Причиной увеличения скорости выступает повышение количества столкновений частиц реагентов за счет увеличения их числа в единице объема.

Увеличению скорости протекания химического процесса способствует повышение температурного режима. Химические реакции, происходящие в гомогенных системах (жидкие растворы, смеси газов), происходят за счет соударения компонентов (частиц). Однако не всегда столкновение реагентов приводит к появлению новых продуктов. Лишь активные частицы, которые имеют повышенную энергию, способны осуществить химическую реакцию.

Видео: № 189. Неорганическая химия. Тема 21. Скорость химических реакций. Часть 3. Задачи

При повышении температуры растет кинетическая энергия химических частиц, и количество активных частиц также возрастает. Поэтому при высоких температурах реакции происходят быстрее, нежели при низких. Определить, как зависит скорость реакции от температурного режима, позволяет правило Вант-Гоффа. Данный постулат гласит, что при возрастании температуры на каждый десяток градусов Цельсия, скорость химической реакции повышается в 3-4 раза. Однако данное правило дает приближенные значения, и его применяют только для ориентировочной первоначальной оценки влияния температуры.

Большое влияние на быстроту реакции оказывает наличие катализатора – вещества, ускоряющего химический процесс. Катализаторы взаимодействуют с реагентами, образуя промежуточные химические соединения, а в конце реакции они освобождаются. По агрегатному состоянию различают гомогенные и гетерогенные катализаторы.

Видео: Изучение влияния различных факторов на скорость химических реакций урок химии в 11 классе

Вещества, которые замедляют реакции, называют ингибиторами.

Скорость химической реакции также зависит от совместной площади соприкосновения реагентов. Чтобы увеличить данную характеристику, вещества измельчают. Максимальная степень измельчения достигается с помощью растворения реагентов. Поэтому быстрее всего реакции протекают в растворах.

Природа реагентов также влияет на скорость реакции. К примеру, железо и магний имеют различную скорость при взаимодействии с кислотами одинаковой концентрации. Это обусловлено различной химической активностью данных металлов.