Τι καθορίζει τον ρυθμό αντίδρασης στη χημεία; Φυσικοχημεία

Ρυθμός χημικής αντίδρασης

Ρυθμός χημικής αντίδρασης- μεταβολή της ποσότητας μιας από τις αντιδρώντες ουσίες ανά μονάδα χρόνου σε μια μονάδα χώρου αντίδρασης. Είναι μια βασική έννοια στη χημική κινητική. Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης είναι πάντα θετική ποσότητα, επομένως, εάν προσδιορίζεται από αρχική ουσία(η συγκέντρωση του οποίου μειώνεται κατά την αντίδραση), τότε η τιμή που προκύπτει πολλαπλασιάζεται επί -1.

Για παράδειγμα για την αντίδραση:

η έκφραση για την ταχύτητα θα μοιάζει με αυτό:

.

Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης σε κάθε δεδομένη στιγμή είναι ανάλογος με τις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων σε ισχύ ίσες με τους στοιχειομετρικούς συντελεστές τους.

  • Για τις στοιχειώδεις αντιδράσεις, ο εκθέτης της συγκέντρωσης κάθε ουσίας είναι συχνά ίσος με τον στοιχειομετρικό της συντελεστή για σύνθετες αντιδράσεις, αυτός ο κανόνας δεν τηρείται. Εκτός από τη συγκέντρωση, οι ακόλουθοι παράγοντες επηρεάζουν τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης:
  • τη φύση των αντιδρώντων,
  • η παρουσία ενός καταλύτη,
  • θερμοκρασία (κανόνας van't Hoff),
  • πίεση,

επιφάνεια των ουσιών που αντιδρούν. Αν εξετάσουμε την απλούστερη χημική αντίδραση A + B → C, θα παρατηρήσουμε ότιστιγμή

Η ταχύτητα μιας χημικής αντίδρασης δεν είναι σταθερή.

  • Λογοτεχνία
  • Kubasov A. A. Χημική κινητική και κατάλυση.
  • Prigogine I., Defey R. Chemical thermodynamics. Novosibirsk: Nauka, 1966. 510 p.

Yablonsky G.S., Bykov V.I., Gorban A.N., Kinetic models of catalytic reactions, Novosibirsk: Nauka (Sib. Department), 1983. - 255 p.

Ίδρυμα Wikimedia.

    2010. Δείτε τι είναι ο «Ρυθμός χημικής αντίδρασης» σε άλλα λεξικά: Βασική έννοια της χημικής κινητικής. Για απλές ομοιογενείς αντιδράσεις, ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης μετριέται από τη μεταβολή στον αριθμό των γραμμομορίων της αντιδράσας ουσίας (σε σταθερό όγκο του συστήματος) ή από τη μεταβολή στη συγκέντρωση οποιασδήποτε από τις πρώτες ουσίες...

    ΜεγάλοςΕγκυκλοπαιδικό Λεξικό ΡΥΘΜΟΣ ΧΗΜΙΚΗΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ

    - η βασική έννοια της χημείας. κινητική, που εκφράζει την αναλογία της ποσότητας της αντιδράσας ουσίας (σε mole) προς τη χρονική περίοδο κατά την οποία συνέβη η αλληλεπίδραση. Δεδομένου ότι οι συγκεντρώσεις των αντιδρώντων μεταβάλλονται κατά την αλληλεπίδραση, ο ρυθμός είναι συνήθως ...- μια ποσότητα που χαρακτηρίζει την ένταση μιας χημικής αντίδρασης. Ο ρυθμός σχηματισμού ενός προϊόντος αντίδρασης είναι η ποσότητα αυτού του προϊόντος ως αποτέλεσμα μιας αντίδρασης ανά μονάδα χρόνου ανά μονάδα όγκου (εάν η αντίδραση είναι ομοιογενής) ή ανά... ...

    Βασική έννοια της χημικής κινητικής. Για απλές ομοιογενείς αντιδράσεις, ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης μετριέται από τη μεταβολή στον αριθμό των γραμμομορίων της αντιδράσας ουσίας (σε σταθερό όγκο του συστήματος) ή από τη μεταβολή στη συγκέντρωση οποιασδήποτε από τις πρώτες ουσίες... Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

    Ποσότητα που χαρακτηρίζει την ένταση μιας χημικής αντίδρασης (Βλ. Χημικές αντιδράσεις). Ο ρυθμός σχηματισμού ενός προϊόντος αντίδρασης είναι η ποσότητα αυτού του προϊόντος που προκύπτει από μια αντίδραση ανά μονάδα χρόνου ανά μονάδα όγκου (εάν... ...

    Βασικός έννοια της χημείας κινητική. Για απλές ομοιογενείς αντιδράσεις του S. x. r. μετρούμενη από τη μεταβολή στον αριθμό των γραμμομορίων που αντιδρούν in va (σε σταθερό όγκο του συστήματος) ή με τη μεταβολή στη συγκέντρωση οποιουδήποτε από τα αρχικά προϊόντα va ή της αντίδρασης (εάν ο όγκος του συστήματος ...

    Για πολύπλοκες αντιδράσεις που αποτελούνται από πολλές στάδια (απλές ή στοιχειώδεις αντιδράσεις), ένας μηχανισμός είναι ένα σύνολο σταδίων, ως αποτέλεσμα των οποίων οι πρώτες ύλες μετατρέπονται σε προϊόντα. Τα μόρια μπορούν να δράσουν ως ενδιάμεσα σε αυτές τις αντιδράσεις... ... Φυσιογνωσία. Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

    - (αγγλ. πυρηνόφιλη αντίδραση υποκατάστασης) αντιδράσεις υποκατάστασης στις οποίες η επίθεση πραγματοποιείται από ένα πυρηνόφιλο αντιδραστήριο που φέρει ένα μόνο ζεύγος ηλεκτρονίων. Η αποχωρούσα ομάδα στις αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης ονομάζεται πυρηνόφυγος. Τα πάντα... Βικιπαίδεια

    Μετατροπή κάποιων ουσιών σε άλλες, διαφορετικές από τις αρχικές χημική σύνθεσηή κτίριο. Συνολικός αριθμόςάτομα κάθε δεδομένου στοιχείου, καθώς και οι ίδιοι χημικά στοιχεία, οι συστατικές ουσίες, παραμένουν στο R. x. αμετάβλητος; αυτό το R. x... Μεγάλη Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια

    ταχύτητα σχεδίασης - γραμμική ταχύτητακίνηση μετάλλου στην έξοδο από τη μήτρα, m/s. Στις σύγχρονες μηχανές σχεδίασης, η ταχύτητα σχεδίασης φτάνει τα 50–80 m/s. Ωστόσο, ακόμη και κατά την έλξη σύρματος, η ταχύτητα, κατά κανόνα, δεν υπερβαίνει τα 30–40 m/s. Στο…… Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό Μεταλλουργίας


Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης είναι η μεταβολή της συγκέντρωσης των αντιδρώντων ανά μονάδα χρόνου.

Στις ομοιογενείς αντιδράσεις, ο χώρος αντίδρασης αναφέρεται στον όγκο του δοχείου αντίδρασης και στις ετερογενείς αντιδράσεις, η επιφάνεια στην οποία λαμβάνει χώρα η αντίδραση. Η συγκέντρωση των ουσιών που αντιδρούν εκφράζεται συνήθως σε mol/l - ο αριθμός των mol μιας ουσίας σε 1 λίτρο διαλύματος.

Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης εξαρτάται από τη φύση των αντιδρώντων, τη συγκέντρωση, τη θερμοκρασία, την πίεση, την επιφάνεια επαφής των ουσιών και τη φύση της και την παρουσία καταλυτών.


Η αύξηση της συγκέντρωσης των ουσιών που εισέρχονται σε μια χημική αλληλεπίδραση οδηγεί σε αύξηση του ρυθμού της χημικής αντίδρασης. Αυτό συμβαίνει επειδή όλες οι χημικές αντιδράσεις λαμβάνουν χώρα μεταξύ ενός συγκεκριμένου αριθμού σωματιδίων που αντιδρούν (άτομα, μόρια, ιόντα). Όσο περισσότερα από αυτά τα σωματίδια υπάρχουν στον όγκο του χώρου αντίδρασης, τόσο πιο συχνά συγκρούονται και συμβαίνει χημική αλληλεπίδραση. Μια χημική αντίδραση μπορεί να συμβεί μέσω μιας ή περισσότερων στοιχειωδών πράξεων (συγκρούσεις). Με βάση την εξίσωση της αντίδρασης, μπορούμε να γράψουμε μια έκφραση για την εξάρτηση του ρυθμού αντίδρασης από τη συγκέντρωση των αντιδρώντων. Εάν μόνο ένα μόριο συμμετέχει σε μια στοιχειώδη δράση (κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης αποσύνθεσης), η εξάρτηση θα έχει την ακόλουθη μορφή:

v= k*[A]

Αυτή είναι η εξίσωση για μια μονομοριακή αντίδραση. Όταν δύο διαφορετικά μόρια αλληλεπιδρούν σε μια στοιχειώδη πράξη, η εξάρτηση έχει τη μορφή:

v= k*[A]*[B]

Η αντίδραση ονομάζεται διμοριακή. Σε περίπτωση σύγκρουσης τριών μορίων, ισχύει η έκφραση:

v= k*[A]*[B]*[C]

Η αντίδραση ονομάζεται τριμοριακή. Ορισμοί συντελεστών:

vταχύτητα αντίδρασης?

[A], [B], [C] είναι οι συγκεντρώσεις των ουσιών που αντιδρούν.

k—συντελεστής αναλογικότητας. ονομάζεται σταθερά ταχύτητας αντίδρασης.

Εάν οι συγκεντρώσεις των αντιδρώντων είναι ίσες με ένα (1 mol/l) ή το προϊόν τους είναι ίσο με ένα, τότε v =κ.. Η σταθερά ταχύτητας εξαρτάται από τη φύση των αντιδρώντων και από τη θερμοκρασία. Η εξάρτηση του ρυθμού των απλών αντιδράσεων (δηλαδή των αντιδράσεων που συμβαίνουν μέσω μιας στοιχειώδους πράξης) από τη συγκέντρωση περιγράφεται από το νόμο της δράσης της μάζας: ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης είναι ευθέως ανάλογος με το γινόμενο της συγκέντρωσης των αντιδρώντων ουσιών που αυξάνει την ισχύ των στοιχειομετρικών τους συντελεστών.

Για παράδειγμα, ας δούμε την αντίδραση 2NO + O 2 = 2NO 2.

Σε αυτό v= k* 2 *

Στην περίπτωση που η εξίσωση μιας χημικής αντίδρασης δεν αντιστοιχεί στη στοιχειώδη πράξη της αλληλεπίδρασης, αλλά αντανακλά μόνο τη σχέση μεταξύ της μάζας των ουσιών που αντέδρασαν και των ουσιών που σχηματίστηκαν, τότε οι δυνάμεις των συγκεντρώσεων δεν θα είναι ίσες με συντελεστές που εμφανίζονται μπροστά από τους τύπους των αντίστοιχων ουσιών στην εξίσωση αντίδρασης. Για μια αντίδραση που συμβαίνει σε πολλά στάδια, η ταχύτητα της αντίδρασης καθορίζεται από την ταχύτητα του πιο αργού (περιοριστικού) σταδίου.

Αυτή η εξάρτηση του ρυθμού αντίδρασης από τη συγκέντρωση των αντιδρώντων ισχύει για αέρια και αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε διάλυμα. Οι αντιδράσεις που περιλαμβάνουν στερεά δεν υπακούουν στο νόμο της δράσης της μάζας, καθώς η αλληλεπίδραση των μορίων συμβαίνει μόνο στη διεπιφάνεια. Κατά συνέπεια, ο ρυθμός μιας ετερογενούς αντίδρασης εξαρτάται επίσης από το μέγεθος και τη φύση της επιφάνειας επαφής των φάσεων αντίδρασης. Πως περισσότερη επιφάνεια– τόσο πιο γρήγορα θα πάει η αντίδραση.

Η επίδραση της θερμοκρασίας στον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης

Η επίδραση της θερμοκρασίας στον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης καθορίζεται από τον κανόνα Van't Hoff: με αύξηση της θερμοκρασίας για κάθε 10 ° C, ο ρυθμός αντίδρασης αυξάνεται 2-4 φορές.Μαθηματικά, αυτός ο κανόνας εκφράζεται με την ακόλουθη εξίσωση:

v t2= v t1* g(t2-t1)/10

Οπου v t1Και v t2 —ταχύτητες αντίδρασης σε θερμοκρασίες t2 και t1. g - συντελεστής θερμοκρασίας αντίδρασης - αριθμός που δείχνει πόσες φορές αυξάνεται ο ρυθμός αντίδρασης με αύξηση της θερμοκρασίας για κάθε 10 ° Γ. Μια τέτοια σημαντική εξάρτηση του ρυθμού μιας χημικής αντίδρασης από τη θερμοκρασία εξηγείται από το γεγονός ότι ο σχηματισμός νέων ουσιών δεν συμβαίνει με κάθε σύγκρουση μορίων που αντιδρούν. Μόνο εκείνα τα μόρια (ενεργά μόρια) αλληλεπιδρούν που έχουν αρκετή ενέργεια για να σπάσουν τους δεσμούς στα αρχικά σωματίδια. Επομένως, κάθε αντίδραση χαρακτηρίζεται από ένα ενεργειακό φράγμα. Για να το ξεπεράσει χρειάζεται το μόριο ενέργεια ενεργοποίησης -κάποια περίσσεια ενέργειας που πρέπει να έχει ένα μόριο προκειμένου η σύγκρουσή του με ένα άλλο μόριο να οδηγήσει στο σχηματισμό μιας νέας ουσίας. Με την αύξηση της θερμοκρασίας, ο αριθμός των ενεργών μορίων αυξάνεται γρήγορα, γεγονός που οδηγεί σε απότομη αύξηση του ρυθμού αντίδρασης σύμφωνα με τον κανόνα του Van't Hoff. Η ενέργεια ενεργοποίησης για κάθε συγκεκριμένη αντίδραση εξαρτάται από τη φύση των αντιδρώντων.

Θεωρία ενεργητικής σύγκρουσηςμας επιτρέπει να εξηγήσουμε την επίδραση ορισμένων παραγόντων στον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης. Οι κύριες διατάξεις αυτής της θεωρίας:

  • Οι αντιδράσεις συμβαίνουν όταν συγκρούονται σωματίδια αντιδρώντων που έχουν συγκεκριμένη ενέργεια.
  • Όσο περισσότερα είναι τα αντιδρώντα σωματίδια, όσο πιο κοντά είναι μεταξύ τους, τόσο πιο πιθανό είναι να συγκρουστούν και να αντιδράσουν.
  • Μόνο οι αποτελεσματικές συγκρούσεις οδηγούν σε αντίδραση, δηλ. εκείνα στα οποία καταστρέφονται ή αποδυναμώνονται «παλιές συνδέσεις» και επομένως μπορούν να δημιουργηθούν «νέες». Για να γίνει αυτό, τα σωματίδια πρέπει να έχουν επαρκή ενέργεια.
  • Η ελάχιστη περίσσεια ενέργειας που απαιτείται για την αποτελεσματική σύγκρουση των αντιδρώντων σωματιδίων ονομάζεται ενέργεια ενεργοποίησης Εα.
  • Η δραστηριότητα των χημικών ουσιών εκδηλώνεται στη χαμηλή ενέργεια ενεργοποίησης των αντιδράσεων που τις περιλαμβάνουν. Όσο μικρότερη είναι η ενέργεια ενεργοποίησης, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα αντίδρασης.Για παράδειγμα, στις αντιδράσεις μεταξύ κατιόντων και ανιόντων, η ενέργεια ενεργοποίησης είναι πολύ χαμηλή, επομένως τέτοιες αντιδράσεις συμβαίνουν σχεδόν αμέσως

Καταλυτική επιρροή

Ένα από τα πιο αποτελεσματικά μέσααντίκτυπο στην ταχύτητα χημικές αντιδράσεις— χρήση καταλυτών. ΝΑ αταλιζωτες -Πρόκειται για ουσίες που αλλάζουν τον ρυθμό μιας αντίδρασης, αλλά στο τέλος της διαδικασίας παραμένουν αμετάβλητες σε σύνθεση και μάζα. Με άλλα λόγια, τη στιγμή της ίδιας της αντίδρασης, ο καταλύτης εμπλέκεται ενεργά στη χημική διαδικασία, αλλά στο τέλος της αντίδρασης, τα αντιδρώντα αλλάζουν τη χημική τους σύνθεση, μετατρέπονται σε προϊόντα και ο καταλύτης απελευθερώνεται στην αρχική του μορφή. . Συνήθως, ο ρόλος ενός καταλύτη είναι να αυξάνει τον ρυθμό μιας αντίδρασης, αν και ορισμένοι καταλύτες επιβραδύνουν τη διαδικασία αντί να την επιταχύνουν. Το φαινόμενο της επιτάχυνσης των χημικών αντιδράσεων λόγω της παρουσίας καταλυτών ονομάζεται κατάλυση,και επιβραδύνσεις - αναχαίτηση.

Ορισμένες ουσίες δεν έχουν καταλυτική δράση, αλλά οι προσθήκες τους αυξάνουν δραματικά την καταλυτική ικανότητα των καταλυτών. Τέτοιες ουσίες ονομάζονται υποστηρικτές. Άλλες ουσίες (καταλυτικά δηλητήρια) μειώνουν ή και εμποδίζουν εντελώς τη δράση των καταλυτών, αυτή η διαδικασία ονομάζεται δηλητηρίαση από καταλύτη.

Υπάρχουν δύο τύποι κατάλυσης: ομοιογενήςΚαι ετερογενής. Στο ομοιογενής κατάλυσητα αντιδρώντα, τα προϊόντα και ο καταλύτης σχηματίζουν μία φάση (αέριο ή υγρό). Σε αυτή την περίπτωση, δεν υπάρχει διεπαφή μεταξύ του καταλύτη και των αντιδρώντων.

Ιδιορρυθμία ετερογενής κατάλυσηείναι ότι οι καταλύτες (συνήθως στερεά) βρίσκονται σε διαφορετική φάση φάσης από τα αντιδρώντα και τα προϊόντα της αντίδρασης. Η αντίδραση συνήθως αναπτύσσεται στην επιφάνεια ενός στερεού.

Στην ομοιογενή κατάλυση, σχηματίζονται ενδιάμεσα προϊόντα μεταξύ του καταλύτη και του αντιδρώντος ως αποτέλεσμα μιας αντίδρασης με χαμηλότερη ενέργεια ενεργοποίησης. Στην ετερογενή κατάλυση, η αύξηση του ρυθμού εξηγείται από την προσρόφηση των αντιδρώντων στην επιφάνεια του καταλύτη. Ως αποτέλεσμα, η συγκέντρωσή τους αυξάνεται και ο ρυθμός αντίδρασης αυξάνεται.

Μια ειδική περίπτωση κατάλυσης είναι αυτοκατάλυση.Το νόημά του είναι ότι μια χημική διαδικασία επιταχύνεται από ένα από τα προϊόντα της αντίδρασης.

Ρυθμός χημικής αντίδρασης

Ρυθμός χημικής αντίδρασης- μεταβολή της ποσότητας μιας από τις αντιδρώντες ουσίες ανά μονάδα χρόνου σε μια μονάδα χώρου αντίδρασης. Είναι μια βασική έννοια στη χημική κινητική. Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης είναι πάντα θετική τιμή, επομένως, εάν προσδιορίζεται από την αρχική ουσία (η συγκέντρωση της οποίας μειώνεται κατά τη διάρκεια της αντίδρασης), τότε η τιμή που προκύπτει πολλαπλασιάζεται με -1.

Για παράδειγμα για την αντίδραση:

η έκφραση για την ταχύτητα θα μοιάζει με αυτό:

.

Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης σε κάθε δεδομένη στιγμή είναι ανάλογος με τις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων σε ισχύ ίσες με τους στοιχειομετρικούς συντελεστές τους.

  • Για τις στοιχειώδεις αντιδράσεις, ο εκθέτης της συγκέντρωσης κάθε ουσίας είναι συχνά ίσος με τον στοιχειομετρικό της συντελεστή για σύνθετες αντιδράσεις, αυτός ο κανόνας δεν τηρείται. Εκτός από τη συγκέντρωση, οι ακόλουθοι παράγοντες επηρεάζουν τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης:
  • τη φύση των αντιδρώντων,
  • η παρουσία ενός καταλύτη,
  • θερμοκρασία (κανόνας van't Hoff),
  • πίεση,

επιφάνεια των ουσιών που αντιδρούν. Αν εξετάσουμε την απλούστερη χημική αντίδραση A + B → C, θα παρατηρήσουμε ότιστιγμή

Η ταχύτητα μιας χημικής αντίδρασης δεν είναι σταθερή.

  • Λογοτεχνία
  • Kubasov A. A. Χημική κινητική και κατάλυση.
  • Prigogine I., Defey R. Chemical thermodynamics. Novosibirsk: Nauka, 1966. 510 p.

Yablonsky G.S., Bykov V.I., Gorban A.N., Kinetic models of catalytic reactions, Novosibirsk: Nauka (Sib. Department), 1983. - 255 p.

  • Ουαλικές διάλεκτοι της αγγλικής
  • Saw (σειρά ταινιών)

Ίδρυμα Wikimedia.

    Μεγάλος- η βασική έννοια της χημικής κινητικής. Για απλές ομοιογενείς αντιδράσεις, ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης μετριέται από τη μεταβολή στον αριθμό των γραμμομορίων της αντιδράσας ουσίας (σε σταθερό όγκο του συστήματος) ή από τη μεταβολή στη συγκέντρωση οποιασδήποτε από τις πρώτες ουσίες... Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

    ΜεγάλοςΕγκυκλοπαιδικό Λεξικό ΡΥΘΜΟΣ ΧΗΜΙΚΗΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ

    - η βασική έννοια της χημείας. κινητική, που εκφράζει την αναλογία της ποσότητας της αντιδράσας ουσίας (σε mole) προς τη χρονική περίοδο κατά την οποία συνέβη η αλληλεπίδραση. Δεδομένου ότι οι συγκεντρώσεις των αντιδρώντων μεταβάλλονται κατά την αλληλεπίδραση, ο ρυθμός είναι συνήθως ...- μια ποσότητα που χαρακτηρίζει την ένταση μιας χημικής αντίδρασης. Ο ρυθμός σχηματισμού ενός προϊόντος αντίδρασης είναι η ποσότητα αυτού του προϊόντος ως αποτέλεσμα μιας αντίδρασης ανά μονάδα χρόνου ανά μονάδα όγκου (εάν η αντίδραση είναι ομοιογενής) ή ανά... ...

    - η βασική έννοια της χημείας. κινητική, που εκφράζει την αναλογία της ποσότητας της αντιδράσας ουσίας (σε mole) προς τη χρονική περίοδο κατά την οποία συνέβη η αλληλεπίδραση. Δεδομένου ότι οι συγκεντρώσεις των αντιδρώντων μεταβάλλονται κατά την αλληλεπίδραση, ο ρυθμός είναι συνήθως ...- η βασική έννοια της χημικής κινητικής. Για απλές ομοιογενείς αντιδράσεις, ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης μετριέται από τη μεταβολή στον αριθμό των γραμμομορίων της αντιδράσας ουσίας (σε σταθερό όγκο του συστήματος) ή από τη μεταβολή στη συγκέντρωση οποιασδήποτε από τις πρώτες ουσίες... Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

    Ρυθμός χημικής αντίδρασης- μια ποσότητα που χαρακτηρίζει την ένταση μιας χημικής αντίδρασης (Βλ. Χημικές αντιδράσεις). Ο ρυθμός σχηματισμού ενός προϊόντος αντίδρασης είναι η ποσότητα αυτού του προϊόντος που προκύπτει από μια αντίδραση ανά μονάδα χρόνου ανά μονάδα όγκου (εάν... ...

    Μεγάλος- βασικά έννοια της χημείας κινητική. Για απλές ομοιογενείς αντιδράσεις του S. x. r. μετρούμενη από τη μεταβολή στον αριθμό των γραμμομορίων που αντιδρούν in va (σε σταθερό όγκο του συστήματος) ή με τη μεταβολή στη συγκέντρωση οποιουδήποτε από τα αρχικά προϊόντα va ή της αντίδρασης (εάν ο όγκος του συστήματος ...

    ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΧΗΜΙΚΗΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ- Για πολύπλοκες αντιδράσεις που αποτελούνται από πολλές. στάδια (απλές ή στοιχειώδεις αντιδράσεις), ένας μηχανισμός είναι ένα σύνολο σταδίων, ως αποτέλεσμα των οποίων οι πρώτες ύλες μετατρέπονται σε προϊόντα. Τα μόρια μπορούν να δράσουν ως ενδιάμεσα σε αυτές τις αντιδράσεις... ... Φυσιογνωσία. Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

    Αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης- (αγγλ. πυρηνόφιλη αντίδραση υποκατάστασης) αντιδράσεις υποκατάστασης στις οποίες η επίθεση πραγματοποιείται από ένα πυρηνόφιλο αντιδραστήριο που φέρει ένα μόνο ζεύγος ηλεκτρονίων. Η αποχωρούσα ομάδα στις αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης ονομάζεται πυρηνόφυγος. Τα πάντα... Βικιπαίδεια

    Χημικές αντιδράσεις- μετατροπή ορισμένων ουσιών σε άλλες, διαφορετικές από τις αρχικές σε χημική σύσταση ή δομή. Ο συνολικός αριθμός των ατόμων κάθε δεδομένου στοιχείου, καθώς και τα ίδια τα χημικά στοιχεία που αποτελούν τις ουσίες, παραμένουν στο R. x. αμετάβλητος; αυτό το R. x... Μεγάλη Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια

    ταχύτητα σχεδίασης- γραμμική ταχύτητα κίνησης μετάλλου στην έξοδο από τη μήτρα, m/s. Στις σύγχρονες μηχανές σχεδίασης, η ταχύτητα σχεδίασης φτάνει τα 50–80 m/s. Ωστόσο, ακόμη και κατά την έλξη σύρματος, η ταχύτητα, κατά κανόνα, δεν υπερβαίνει τα 30–40 m/s. Στο…… Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό Μεταλλουργίας


7.1. Ομοιογενείς και ετερογενείς αντιδράσεις

Οι χημικές ουσίες μπορούν να βρεθούν σε διάφορα καταστάσεις συνάθροισης, ενώ τους χημικές ιδιότητεςσε διαφορετικές καταστάσεις είναι ίδιες, αλλά η δραστηριότητα είναι διαφορετική (η οποία παρουσιάστηκε στην τελευταία διάλεξη χρησιμοποιώντας το παράδειγμα της θερμικής επίδρασης μιας χημικής αντίδρασης).

Ας αναλογιστούμε διάφορους συνδυασμούςκαταστάσεις συσσωμάτωσης στις οποίες μπορούν να υπάρχουν δύο ουσίες Α και Β.

Α (ζ.), Β (ζ.)

A (TV), B (TV)

A (w.), B (tv.)

μείγμα

A(tv.), B(g.)

Α (στ.), Β (ζ.)

μείγμα

(διάλυμα)

ετερογενής

ετερογενής

ετερογενής

ομοιογενής

ετερογενής

ετερογενής

ομοιογενής

Hg(l) + HNO3

H2O + D2O

Fe + O2

H2S + H2SO4

CO+O2

Μια φάση είναι μια περιοχή ενός χημικού συστήματος εντός του οποίου όλες οι ιδιότητες του συστήματος είναι σταθερές (πανομοιότυπες) ή μεταβάλλονται συνεχώς από σημείο σε σημείο. Κάθε ένα από τα στερεά είναι μια ξεχωριστή φάση και υπάρχουν επίσης φάσεις διαλύματος και αερίου.

Ονομάζεται ομοιογενής χημικό σύστημα, στην οποία όλες οι ουσίες βρίσκονται σε μία φάση (σε διάλυμα ή αέριο). Εάν υπάρχουν πολλές φάσεις, τότε το σύστημα καλείται

ετερογενής.

Αντίστοιχα χημική αντίδρασηονομάζεται ομοιογενής εάν τα αντιδρώντα βρίσκονται στην ίδια φάση. Εάν τα αντιδραστήρια βρίσκονται σε διαφορετικές φάσεις, τότε χημική αντίδρασηονομάζεται ετερογενής.

Δεν είναι δύσκολο να γίνει κατανοητό ότι εφόσον απαιτείται επαφή των αντιδραστηρίων για να συμβεί μια χημική αντίδραση, μια ομοιογενής αντίδραση λαμβάνει χώρα ταυτόχρονα σε ολόκληρο τον όγκο ενός διαλύματος ή δοχείου αντίδρασης, ενώ μια ετερογενής αντίδραση συμβαίνει σε ένα στενό όριο μεταξύ των φάσεων - στο διεπαφή. Έτσι, καθαρά θεωρητικά, μια ομοιογενής αντίδραση συμβαίνει πιο γρήγορα από μια ετερογενή.

Έτσι φτάνουμε στην έννοια - η βασική έννοια της χημείας. κινητική, που εκφράζει την αναλογία της ποσότητας της αντιδράσας ουσίας (σε mole) προς τη χρονική περίοδο κατά την οποία συνέβη η αλληλεπίδραση. Δεδομένου ότι οι συγκεντρώσεις των αντιδρώντων μεταβάλλονται κατά την αλληλεπίδραση, ο ρυθμός είναι συνήθως ....

Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης. Νόμος της μαζικής δράσης. Χημική ισορροπία.

7.2. Ρυθμός χημικής αντίδρασης

Ο κλάδος της χημείας που μελετά τους ρυθμούς και τους μηχανισμούς των χημικών αντιδράσεων είναι κλάδος της φυσικής χημείας και ονομάζεται χημική κινητική.

Ταχύτητα χημικής αντίδρασηςείναι η μεταβολή της ποσότητας μιας ουσίας ανά μονάδα χρόνου ανά μονάδα όγκου του συστήματος αντίδρασης (για ομοιογενή αντίδραση) ή ανά μονάδα επιφάνειας (για ετερογενή αντίδραση).

Έτσι, εάν ο όγκος

ή περιοχή

διεπαφές

δεν αλλάζουν, τότε οι εκφράσεις για τους ρυθμούς των χημικών αντιδράσεων έχουν τη μορφή:

hom o

Ο λόγος μιας αλλαγής στην ποσότητα μιας ουσίας προς τον όγκο του συστήματος μπορεί να ερμηνευθεί ως μια αλλαγή στη συγκέντρωση μιας δεδομένης ουσίας.

Σημειώστε ότι για τα αντιδραστήρια, η έκφραση για τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης γράφεται με αρνητικό πρόσημο, καθώς η συγκέντρωση των αντιδραστηρίων μειώνεται και ο ρυθμός της χημικής αντίδρασης είναι στην πραγματικότητα θετική τιμή.

Περαιτέρω συμπεράσματα βασίζονται σε απλές φυσικές εκτιμήσεις που θεωρούν μια χημική αντίδραση ως συνέπεια της αλληλεπίδρασης πολλών σωματιδίων.

Η στοιχειώδης (ή απλή) είναι μια χημική αντίδραση που συμβαίνει σε ένα στάδιο. Εάν υπάρχουν πολλά στάδια, τότε τέτοιες αντιδράσεις ονομάζονται σύνθετες ή σύνθετες ή ακαθάριστες αντιδράσεις.

Το 1867, προτάθηκε να περιγραφεί ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης νόμος της μαζικής δράσης: ο ρυθμός μιας στοιχειώδους χημικής αντίδρασης είναι ανάλογος με τις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων σε δυνάμεις στοιχειομετρικών συντελεστών.n A +m B P,

A, B – αντιδρώντα, P – προϊόντα, n, m – συντελεστές.

W =k n m

Ο συντελεστής k ονομάζεται σταθερά ταχύτητας μιας χημικής αντίδρασης,

χαρακτηρίζει τη φύση των αλληλεπιδρώντων σωματιδίων και δεν εξαρτάται από τη συγκέντρωση των σωματιδίων.

Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης. Νόμος της μαζικής δράσης. Χημική ισορροπία. Τα μεγέθη n και m λέγονται σειρά αντίδρασης ανά ουσίαΑ και Β αντίστοιχα, και

το άθροισμά τους (n +m) – σειρά αντίδρασης.

Για τις στοιχειώδεις αντιδράσεις, η σειρά αντίδρασης μπορεί να είναι 1, 2 και 3.

Οι στοιχειώδεις αντιδράσεις με τάξη 1 ονομάζονται μονομοριακές, με τάξη 2 - διμοριακές, με τάξη 3 - τριμοριακές, με βάση τον αριθμό των μορίων που εμπλέκονται. Οι στοιχειώδεις αντιδράσεις πάνω από την τρίτη τάξη είναι άγνωστες - οι υπολογισμοί δείχνουν ότι η ταυτόχρονη συνάντηση τεσσάρων μορίων σε ένα σημείο είναι πολύ απίστευτο γεγονός.

Δεδομένου ότι μια σύνθετη αντίδραση αποτελείται από μια ορισμένη αλληλουχία στοιχειωδών αντιδράσεων, ο ρυθμός της μπορεί να εκφραστεί ως προς τους ρυθμούς των επιμέρους σταδίων της αντίδρασης. Επομένως, για σύνθετες αντιδράσεις, η σειρά μπορεί να είναι οποιαδήποτε, συμπεριλαμβανομένης της κλασματικής ή μηδενικής (η μηδενική τάξη μιας αντίδρασης δείχνει ότι η αντίδραση συμβαίνει με σταθερή ταχύτητακαι δεν εξαρτάται από τη συγκέντρωση των σωματιδίων που αντιδρούν W = k).

Το πιο αργό στάδιο μιας σύνθετης διαδικασίας ονομάζεται συνήθως στάδιο περιορισμού ρυθμού.

Φανταστείτε το μεγάλο αριθμότα μόρια πήγαν σε έναν δωρεάν κινηματογράφο, αλλά στην είσοδο υπάρχει ένας ελεγκτής που ελέγχει την ηλικία κάθε μορίου. Επομένως, μια ροή ύλης εισέρχεται στις πόρτες του κινηματογράφου και τα μόρια εισέρχονται στην αίθουσα του κινηματογράφου ένα κάθε φορά, δηλ. πολύ αργά.

Παραδείγματα στοιχειωδών αντιδράσεων πρώτης τάξης είναι διεργασίες θερμικής ή ραδιενεργής διάσπασης, συνεπώς, η σταθερά ρυθμού k χαρακτηρίζει είτε την πιθανότητα θραύσης ενός χημικού δεσμού είτε την πιθανότητα διάσπασης ανά μονάδα χρόνου.

Υπάρχουν πολλά παραδείγματα στοιχειωδών αντιδράσεων δεύτερης τάξης - αυτός είναι ο πιο οικείος τρόπος αντιδράσεων για εμάς - το σωματίδιο Α συγκρούστηκε με το σωματίδιο Β, συνέβη κάποιο είδος μετασχηματισμού και κάτι συνέβη εκεί (σημειώστε ότι τα προϊόντα στη θεωρία δεν επηρεάζουν τίποτα - όλη η προσοχή δίνεται μόνο στα σωματίδια που αντιδρούν).

Αντίθετα, υπάρχουν αρκετές στοιχειώδεις αντιδράσεις τρίτης τάξης, αφού είναι αρκετά σπάνιο να συναντηθούν τρία σωματίδια ταυτόχρονα.

Για παράδειγμα, ας δούμε την προγνωστική δύναμη της χημικής κινητικής.

Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης. Νόμος της μαζικής δράσης. Χημική ισορροπία.

Κινητική εξίσωση πρώτης τάξης

(ενδεικτικό συμπληρωματικό υλικό)

Ας θεωρήσουμε μια ομοιογενή αντίδραση πρώτης τάξης, της οποίας η σταθερά ταχύτητας είναι ίση με k, η αρχική συγκέντρωση της ουσίας Α είναι ίση με [A]0.

Εξ ορισμού, ο ρυθμός μιας ομοιογενούς χημικής αντίδρασης είναι ίσος με

K[A]

μεταβολή της συγκέντρωσης ανά μονάδα χρόνου. Μόλις η ουσία Α -

αντιδραστήριο, βάλτε ένα σύμβολο μείον.

Μια τέτοια εξίσωση ονομάζεται διαφορική (υπάρχει

παραγωγό)

[ΕΝΑ]

Για να το λύσουμε μεταφέρουμε τις ποσότητες στην αριστερή πλευρά

συγκεντρώσεις, και στο σωστό - χρόνος.

Αν οι παράγωγοι δύο συναρτήσεων είναι ίσες, τότε οι ίδιες οι συναρτήσεις

δεν πρέπει να διαφέρει περισσότερο από μια σταθερά.

Να λύσει δεδομένη εξίσωσηπάρτε το ολοκλήρωμα της αριστερής πλευράς (πάνω

συγκέντρωση) και τη δεξιά πλευρά (σε χρόνο). Για να μην τρομάζω

ln[ A ] = −kt +C

ακροατές, θα περιοριστούμε στην απάντηση.

εικονίδιο ln - φυσικός λογάριθμος, δηλ. αριθμός β τέτοιο ώστε

= [A],e = 2,71828…

ln[ A ]- ln0 = - kt

Η σταθερά C βρίσκεται από τις αρχικές συνθήκες:

σε t = 0 η αρχική συγκέντρωση είναι [A]0

[ΕΝΑ]

Λογάριθμος Times –

αυτή είναι δύναμη ενός αριθμού, χρησιμοποιούμε τις ιδιότητες των δυνάμεων

[A]0

e a− b=

Τώρα ας απαλλαγούμε από τον άσχημο λογάριθμο (βλ. ορισμό

λογάριθμος 6-7 γραμμές ψηλότερα),

Γιατί ανεβάζουμε τον αριθμό;

στην ισχύ της αριστερής πλευράς της εξίσωσης και της δεξιάς πλευράς της εξίσωσης.

[ΕΝΑ]

E−kt

Πολλαπλασιάστε με [A]0

[A]0

Κινητική εξίσωση πρώτης τάξης.

[ A ]= 0 × e − kt

Με βάση

η ληφθείσα κινητική εξίσωση του πρώτου

παραγγελία ίσως

υπολογίζεται

συγκέντρωση ουσίας

ανά πάσα στιγμή

Για τους σκοπούς του μαθήματος μας, αυτό το συμπέρασμα είναι για ενημερωτικούς σκοπούς, προκειμένου να σας δείξουμε τη χρήση μαθηματικών συσκευών για τον υπολογισμό της προόδου μιας χημικής αντίδρασης. Κατά συνέπεια, ένας ικανός χημικός δεν μπορεί παρά να γνωρίζει μαθηματικά. Μάθετε μαθηματικά!

Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης. Νόμος της μαζικής δράσης. Χημική ισορροπία. Ένα γράφημα της συγκέντρωσης των αντιδραστηρίων και των προϊόντων σε σχέση με το χρόνο μπορεί να απεικονιστεί ποιοτικά ως εξής (χρησιμοποιώντας το παράδειγμα μη αναστρέψιμη αντίδρασηπρώτη παραγγελία)

Παράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα αντίδρασης

1. Φύση των αντιδρώντων

Για παράδειγμα, ο ρυθμός αντίδρασης των ακόλουθων ουσιών: H2SO4, CH3COOH, H2S, CH3 OH - με ιόν υδροξειδίου θα ποικίλλει ανάλογα με την ισχύ Ομόλογα H-O. Για να εκτιμήσετε την ισχύ ενός δεδομένου δεσμού, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το σχετικό θετικό φορτίο στο άτομο υδρογόνου: όσο μεγαλύτερο είναι το φορτίο, τόσο πιο εύκολη θα είναι η αντίδραση.

2. Θερμοκρασία

Η εμπειρία της ζωής μας λέει ότι ο ρυθμός αντίδρασης εξαρτάται από τη θερμοκρασία και αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Για παράδειγμα, η διαδικασία ξινίσματος του γάλακτος γίνεται πιο γρήγορα σε θερμοκρασία δωματίου παρά στο ψυγείο.

Ας στραφούμε στη μαθηματική έκφραση του νόμου της μαζικής δράσης.

W =k n m

Εφόσον η αριστερή πλευρά αυτής της έκφρασης (ρυθμός αντίδρασης) εξαρτάται από τη θερμοκρασία, επομένως, η δεξιά πλευρά της έκφρασης εξαρτάται επίσης από τη θερμοκρασία. Σε αυτή την περίπτωση, η συγκέντρωση, φυσικά, δεν εξαρτάται από τη θερμοκρασία: για παράδειγμα, το γάλα διατηρεί την περιεκτικότητά του σε λιπαρά 2,5% τόσο στο ψυγείο όσο και σε θερμοκρασία δωματίου. Τότε, όπως έλεγε ο Σέρλοκ Χολμς, η λύση που απομένει είναι η σωστή, όσο περίεργο κι αν φαίνεται: η σταθερά του ρυθμού εξαρτάται από τη θερμοκρασία!

Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης. Νόμος της μαζικής δράσης. Χημική ισορροπία. Η εξάρτηση της σταθεράς του ρυθμού αντίδρασης από τη θερμοκρασία εκφράζεται χρησιμοποιώντας την εξίσωση Arrhenius:

− Ε α

k = k0 eRT,

στο οποίο

R = 8,314 J mol-1 K-1 – καθολική σταθερά αερίου,

Ea είναι η ενέργεια ενεργοποίησης της αντίδρασης (βλ. παρακάτω), θεωρείται συμβατικά ανεξάρτητη από τη θερμοκρασία.

Το k 0 είναι ο προεκθετικός παράγοντας (δηλαδή ο συντελεστής που έρχεται πριν από την εκθετική), η τιμή του οποίου είναι επίσης σχεδόν ανεξάρτητη από τη θερμοκρασία και καθορίζεται, πρώτα απ 'όλα, από τη σειρά της αντίδρασης.

Έτσι, η τιμή του k0 είναι περίπου 1013 s-1 για μια αντίδραση πρώτης τάξης, 10 -10 l mol-1 s-1 για μια αντίδραση δεύτερης τάξης,

για αντίδραση τρίτης τάξης – 10 -33 l2 mol-2 s-1. Δεν είναι απαραίτητο να θυμόμαστε αυτές τις αξίες.

Οι ακριβείς τιμές του k0 για κάθε αντίδραση προσδιορίζονται πειραματικά.

Η έννοια της ενέργειας ενεργοποίησης γίνεται σαφής από το παρακάτω σχήμα. Στην πραγματικότητα, ενέργεια ενεργοποίησης είναι η ενέργεια που πρέπει να έχει ένα σωματίδιο που αντιδρά για να συμβεί μια αντίδραση.

Επιπλέον, αν θερμάνουμε το σύστημα, τότε η ενέργεια των σωματιδίων αυξάνεται (διακεκομμένη γραφική παράσταση), ενώ η μεταβατική κατάσταση (≠) παραμένει στο ίδιο επίπεδο. Η διαφορά ενέργειας μεταξύ της μεταβατικής κατάστασης και των αντιδρώντων (ενέργεια ενεργοποίησης) μειώνεται και ο ρυθμός αντίδρασης σύμφωνα με την εξίσωση Arrhenius αυξάνεται.

Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης. Νόμος της μαζικής δράσης. Χημική ισορροπία. Εκτός από την εξίσωση Arrhenius, υπάρχει η εξίσωση Van't Hoff, η οποία

χαρακτηρίζει την εξάρτηση του ρυθμού αντίδρασης από τη θερμοκρασία μέσω του συντελεστή θερμοκρασίας γ:

Ο συντελεστής θερμοκρασίας γ δείχνει πόσες φορές θα αυξηθεί ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης όταν η θερμοκρασία αλλάξει κατά 10o.

Εξίσωση Van't Hoff:

T 2− T 1

W (T 2 ) = W (T 1 )× γ10

Τυπικά, ο συντελεστής γ κυμαίνεται από 2 έως 4. Για το λόγο αυτό, οι χημικοί χρησιμοποιούν συχνά την προσέγγιση ότι μια αύξηση της θερμοκρασίας κατά 20o οδηγεί σε αύξηση του ρυθμού αντίδρασης κατά τάξη μεγέθους (δηλαδή, 10 φορές).

Ταχύτητα αντίδρασηςκαθορίζεται από μια αλλαγή στη μοριακή συγκέντρωση ενός από τα αντιδρώντα:

V = ± ((C 2 - C 1) / (t 2 - t 1)) = ± (DC / Dt)

Όπου C 1 και C 2 είναι οι μοριακές συγκεντρώσεις των ουσιών στις στιγμές t 1 και t 2, αντίστοιχα (σύμβολο (+) - εάν ο ρυθμός προσδιορίζεται από το προϊόν της αντίδρασης, σύμβολο (-) - από την αρχική ουσία).

Οι αντιδράσεις συμβαίνουν όταν τα μόρια των αντιδρώντων ουσιών συγκρούονται. Η ταχύτητά του καθορίζεται από τον αριθμό των συγκρούσεων και την πιθανότητα να οδηγήσουν σε μετασχηματισμό. Ο αριθμός των συγκρούσεων καθορίζεται από τις συγκεντρώσεις των ουσιών που αντιδρούν και η πιθανότητα μιας αντίδρασης καθορίζεται από την ενέργεια των μορίων που συγκρούονται.
Παράγοντες που επηρεάζουν το ρυθμό των χημικών αντιδράσεων.
1. Η φύση των αντιδρώντων ουσιών. Ο χαρακτήρας παίζει μεγάλο ρόλο χημικούς δεσμούςκαι τη δομή των μορίων του αντιδραστηρίου. Οι αντιδράσεις προχωρούν προς την κατεύθυνση της καταστροφής λιγότερο ισχυρών δεσμών και του σχηματισμού ουσιών με ισχυρότερους δεσμούς. Έτσι, το σπάσιμο των δεσμών στα μόρια H 2 και N 2 απαιτεί υψηλές ενέργειες. τέτοια μόρια είναι ελαφρώς αντιδραστικά. Το σπάσιμο των δεσμών σε πολύ πολικά μόρια (HCl, H 2 O) απαιτεί λιγότερη ενέργεια και ο ρυθμός αντίδρασης είναι πολύ υψηλότερος. Οι αντιδράσεις μεταξύ ιόντων στα διαλύματα ηλεκτρολυτών συμβαίνουν σχεδόν αμέσως.
Παραδείγματα
Το φθόριο αντιδρά με το υδρογόνο εκρηκτικά σε θερμοκρασία δωματίου το βρώμιο αντιδρά με το υδρογόνο αργά όταν θερμαίνεται.
Το οξείδιο του ασβεστίου αντιδρά με το νερό έντονα, απελευθερώνοντας θερμότητα. οξείδιο του χαλκού - δεν αντιδρά.

2. Συγκέντρωση. Με την αύξηση της συγκέντρωσης (ο αριθμός των σωματιδίων ανά μονάδα όγκου), οι συγκρούσεις των μορίων των αντιδρώντων ουσιών συμβαίνουν συχνότερα - ο ρυθμός αντίδρασης αυξάνεται.
Νόμος της μαζικής δράσης (K. Guldberg, P. Waage, 1867)
Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης είναι ευθέως ανάλογος με το προϊόν των συγκεντρώσεων των αντιδρώντων.

AA + bB + . . . ® . . .

  • [A] a [B] b . . .

Η σταθερά ταχύτητας αντίδρασης k εξαρτάται από τη φύση των αντιδρώντων, τη θερμοκρασία και τον καταλύτη, αλλά δεν εξαρτάται από τις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων.
Η φυσική έννοια της σταθεράς ταχύτητας είναι ότι είναι ίση με την ταχύτητα αντίδρασης σε μοναδιαίες συγκεντρώσεις των αντιδρώντων.
Για ετερογενείς αντιδράσεις, η συγκέντρωση της στερεάς φάσης δεν περιλαμβάνεται στην έκφραση του ρυθμού αντίδρασης.

3. Θερμοκρασία. Για κάθε αύξηση της θερμοκρασίας κατά 10°C, ο ρυθμός αντίδρασης αυξάνεται κατά 2-4 φορές (κανόνας van't Hoff). Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται από t 1 σε t 2, η αλλαγή στον ρυθμό αντίδρασης μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο:



(t 2 - t 1) / 10
Vt 2 / Vt 1 = ζ

(όπου Vt 2 και Vt 1 είναι οι ρυθμοί αντίδρασης σε θερμοκρασίες t 2 και t 1, αντίστοιχα, g είναι ο συντελεστής θερμοκρασίας αυτής της αντίδρασης).
Ο κανόνας του Van't Hoff ισχύει μόνο σε στενό εύρος θερμοκρασίας. Πιο ακριβής είναι η εξίσωση Arrhenius:

  • e -Ea/RT

Οπου
Το Α είναι μια σταθερά ανάλογα με τη φύση των αντιδρώντων.
R είναι η καθολική σταθερά αερίου.

Ea είναι η ενέργεια ενεργοποίησης, δηλ. την ενέργεια που πρέπει να έχουν τα συγκρουόμενα μόρια προκειμένου η σύγκρουση να οδηγήσει σε χημικό μετασχηματισμό.
Ενεργειακό διάγραμμα χημικής αντίδρασης.

Εξώθερμη αντίδραση Ενδόθερμη αντίδραση

A - αντιδραστήρια, B - ενεργοποιημένο σύμπλοκο (κατάσταση μετάβασης), C - προϊόντα.
Όσο υψηλότερη είναι η ενέργεια ενεργοποίησης Ea, τόσο περισσότερο αυξάνεται ο ρυθμός αντίδρασης με την αύξηση της θερμοκρασίας.

4. Επιφάνεια επαφής αντιδρώντων ουσιών. Για ετερογενή συστήματα (όταν οι ουσίες βρίσκονται σε διαφορετικές καταστάσεις συσσωμάτωσης), όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια επαφής, τόσο πιο γρήγορα γίνεται η αντίδραση. Το εμβαδόν της επιφάνειας των στερεών μπορεί να αυξηθεί με την άλεση τους και για τις διαλυτές ουσίες με τη διάλυσή τους.

5. Κατάλυση. Οι ουσίες που συμμετέχουν στις αντιδράσεις και αυξάνουν την ταχύτητά της, παραμένοντας αμετάβλητες στο τέλος της αντίδρασης, ονομάζονται καταλύτες. Ο μηχανισμός δράσης των καταλυτών σχετίζεται με μείωση της ενέργειας ενεργοποίησης της αντίδρασης λόγω του σχηματισμού ενδιάμεσων ενώσεων. Στο ομοιογενής κατάλυσητα αντιδραστήρια και ο καταλύτης αποτελούν μία φάση (βρίσκονται στην ίδια κατάσταση συσσωμάτωσης), με ετερογενής κατάλυση- διαφορετικές φάσεις (βρίσκονται σε διαφορετικές καταστάσεις συνάθροισης). Επιβραδύνετε δραματικά την εξέλιξη των ανεπιθύμητων χημικές διεργασίεςσε ορισμένες περιπτώσεις, είναι δυνατή η προσθήκη αναστολέων στο μέσο αντίδρασης (το φαινόμενο " αρνητική κατάλυση").