Скачать презентацию по химии скорость химических реакций. Скорость химической реакции. Факторы влияющие на скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость реакций
План:
- Скорость химической реакции
- Гетерогенные и гомогенные реакции
- Зависимость скорости реакции от различных факторов:
- Природа реагирующих веществ Концентрация веществ Площадь соприкосновения веществ Температура Присутствие катализаторов или ингибиторов
- Природа реагирующих веществ
- Концентрация веществ
- Площадь соприкосновения веществ
- Температура
- Присутствие катализаторов или ингибиторов
Обозначается ν
определяется изменением концентрации одного из реагирующих веществ или одного из продуктов реакции в единицу времени
Скорость химической реакции
v=± Δ c ∕ Δ t
Δ C =с 2 -с 1
1 моль/л∙с
1 кмоль/м 3 ∙мин
- Раздел химии, изучающий скорость химической реакции, называется химической кинетикой .
Гетерогенные реакции
- Это реакции идущие между веществами в неоднородной среде. Например, на поверхности соприкосновения твердого вещества и жидкости, газа и жидкости и т.д.
Гомогенные реакции
- Это реакции протекающие в однородной среде(нет поверхности раздела реагирующих веществ). Например в смеси газов или в растворах.
Факторы, влияющие на скорость химической реакции
- природа реагирующих веществ;
- концентрация реагирующих веществ
- поверхность соприкосновения реагирующих веществ (в гетерогенных реакциях).
- температура;
- действие катализаторов.
1. Природа реагирующих веществ.
- Под природой реагирующих веществ понимают их состав, строение, взаимное влияние атомов в неорганических и органических веществах.
Теория столкновений. Основная идея теории : реакции происходят при столкновении частиц реагентов, которые обладают определённой энергией.
- Чем больше частиц реагентов, чем ближе они друг к другу, тем больше шансов у них столкнуться и прореагировать.
- К реакции приводят лишь эффективные соударения , т.е. такие при которых разрушаются или ослабляются «старые связи» и поэтому могут образоваться «новые».
- Для этого частицы должны обладать достаточной энергией .
Минимальный избыток энергии, необходимый для эффективного соударения частиц реагентов, называется энергией активации Е а.
Величина энергии активации веществ – это фактор, посредством которого сказывается влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции.
2. Концентрации реагирующих веществ.
- На основе большого экспериментального материала в 1867 г. норвежские учёные К. Гульдберг, и П Вааге и независимо от них в 1865 г. русский учёный Н.И. Бекетов сформулировали основной закон химической кинетики, устанавливающий зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ.
Закон действующих масс.
Скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях равных их коэффициентам в уравнении реакции.
- Гульдберг (1836-1902). Норвежский физикохимик.
- П. Вааге (1833-1900). Норвежский ученый.
3.Поверхность соприкосновения реагирующих веществ.
- Скорость реакции увеличивается благодаря :
- увеличению площади поверхности соприкосновения реагентов (измельчение);
- повышению реакционной способности частиц на поверхности образующихся при измельчении микрокристаллов;
- непрерывному подводу реагентов и хорошему отводу продуктов с поверхности, где идёт реакция.
- Фактор связан с гетерогенными реакциями, которые протекают на поверхности соприкосновения реагирующих веществ: газ - твердое вещество, газ - жидкость, жидкость - твердое вещество, жидкость - другая жидкость, твердое вещество - другое твердое вещество, при условии, что они не растворимы друг в друге .
V 2 вывод Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции. " width="640"
Изучаемый фактор
Используемые вещества
Площадь соприкосновения реагирующих веществ
Fe (порошок) Fe (кнопка)
вывод
Чем больше площадь соприкоснове-
ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции.
4. Температура
- При увеличении температуры на каждые 10° С общее число столкновений увеличивается только на ~ 1,6 %, а скорость реакции увеличивается в 2-4 раза (на 100-300%).
- Число, показывающее, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 10° С, называют температурным коэффициентом.
Правило Вант-Гоффа
При повышении температуры на каждые 10 ◦ С скорость реакции увеличивается в 2-4 раза.
- Я. Вант-Гофф (1852 -1911). Голландский химик. Один из основателей физической химии и стереохимии
V 2 вывод При нагревании скорость химической реакции повышается. " width="640"
Изучаемый фактор
Используемые вещества
Температура
вывод
При нагревании скорость химической реакции повышается.
5. Действие катализатора
- Можно изменить скорость реакции, используя специальные вещества, которые изменяют механизм реакции и направляют ее по энергетически более выгодному пути с меньшей энергией активации.
- Катализаторы – это вещества, участвующие в химической реакции и увеличивающие ее скорость, но по окончании реакции остающиеся неизменными качественно и количественно.
- Ингибиторы – вещества, замедляющие химические реакции.
- Изменение скорости химической реакции или ее направления с помощью катализатора называют катализом .
Различают два вида катализа:
- Гомогенный катализ , при котором и катализатор, и реагирующие вещества находятся в одном агрегатном состоянии (фазе).
- Например, ферментативно-каталитические реакции в клетках организма проходят в водном растворе.
- Гетерогенный катализ , при котором катализатор и реагирующие вещества находятся в разных фазах.
- Например, разложение пероксида водорода в присутствии твердого катализатора оксида марганца(IV):
2H 2 O 2 (ж) 2H 2 O(ж) + O 2 (г)
V 2 вывод Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции. " width="640"
Изучаемый фактор
Используемые вещества
Присутствие некоторых веществ
вывод
Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции.
Ингибиторы – уменьшают скорость реакции.
Слайд 2
Для гомогенных реакций.Скорость химической реакции- это изменение концентрации одного из реагирующих веществ или одного из продуктов реакции в единицу времени
∆c V= ------------- ∆т
Слайд 3
Для гетерогенных реакций.Скорость определяется изменением количества вещества в единицу времени на единице поверхности твёрдого вещества.
Слайд 4
Факторы, влияющие на скорость реакций.
1.Природа реагирующих веществ. 2.Концентрация веществ. 3.Площадь соприкосновения реагирующих веществ. 4.Температура. 5.Катализатор.
Слайд 5
Природа реагирующих веществ
1)Взаимодействие Na и K с водой. 2)Взаимодействие галогенов с алюминием или водородом. Скорость приведённых ОВР зависит от электронной природы веществ. Объясните данную зависимость, применяя знания электронного строения атомов реагирующих веществ.
Слайд 6
Концентрация веществ.(в растворённом или газообразном состоянии)
1)Горение серы на воздухе или в чистом кислороде. 2)Взаимодействие Zn c HCl разбавленной и концентрированной. Скорость реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ. Объясните эту зависимость с т.зрения числа активных столкновений между молекулами.
Слайд 7
Площадь поверхности соприкосновения реагирующих веществ.(для гетерогенных реакций)
Пример: взаимодействие соляной кислоты с Zn в виде гранул и в виде порошка. Чем больше измельчено вещество, тем больше площадь соприкосновения реагирующих веществ и тем реакция идёт быстрее. Поверхность соприкосновения можно увеличить, применяя принцип « кипящего слоя» Объясните данные явления.
Слайд 8
Температура.
Пример реакции CuO c HCl прикомнатной температуре и нагревании. При повышении температуры на каждые10º скорость реакции увеличивается в 2-4 раза.(Правило Вант- Гоффа) Объясните данную зависимость с т. зрения повышения энергии активации молекул.
Слайд 9
Катализатор.
Катализаторы- это вещества, которые изменяют скорость реакции, оставаясь к концу её неизменными. Пример: разложение перекиси водорода без и в присутствии диоксида марганца. Ферменты- это биологические катализаторы.
Посмотреть все слайды
План: Скорость химической реакции Гетерогенные и гомогенные реакции Зависимость скорости реакции от различных факторов: – Природа реагирующих веществ – Концентрация веществ – Площадь соприкосновения веществ – Температура – Присутствие катализаторов или ингибиторов
Скорость реакции определяется изменением количества вещества в единицу времени. В единице V (для гомогенной) На единице поверхности соприкосновения веществ S (для гетерогенной) n - изменение количества вещества (моль); t– интервал времени (с, мин) - изменение молярной концентрации;
Задача на применение знаний по «Скорости химических реакций» Химическая реакция протекает в растворе, согласно уравнению: А+В = С. Исходные концентрации: вещества А – 0,80 моль/л, вещества В – 1,00 моль/л. Через 20 минут концентрация вещества А снизилась до 0, 74 моль/л. Определите: а) среднюю скорость реакции за этот промежуток времени; б) концентрацию вещества В через 20 мин.
Самопроверка. Дано: С (А) 1 = 0,80 моль/л С (В) 1 = 1,00 моль/л С (А) 2 = 0,74 моль/л = 20 мин Найти. а) гомоген =? б) С (В) 2 =? Решение: а) определение средней скорости реакции в растворе производится по формуле: б) определение количеств реагирующих веществ: А + В = С По уравнению 1 моль 1 моль По условию 0,06 моль 0,06 моль Количества прореагировавших веществ. Следовательно, С(В) 2 = С(В) 1 - С = 1,00 -0,06=0,94моль/л Ответ: гомоген. = 0,003 моль/л С(В) 2 = 0,94 моль/л
Теория столкновений. Основная идея теории: реакции происходят при столкновении частиц реагентов, которые обладают определённой энергией. Чем больше частиц реагентов, чем ближе они друг к другу, тем больше шансов у них столкнуться и прореагировать. К реакции приводят лишь эффективные соударения, т.е. такие при которых разрушаются или ослабляются «старые связи» и поэтому могут образоваться «новые». Для этого частицы должны обладать достаточной энергией. Минимальный избыток энергии, необходимый для эффективного соударения частиц реагентов, называется энергией активации Еа. Величина энергии активации веществ – это фактор, посредством которого сказывается влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции.
Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Природа реагирующих веществ HCl укс. кислота +Zn +Zn V 1 > V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция. V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция."> V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция."> V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Природа реагирующих веществ HCl укс. кислота +Zn +Zn V 1 > V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция."> title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Природа реагирующих веществ HCl укс. кислота +Zn +Zn V 1 > V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция.">
2. Концентрации реагирующих веществ. На основе большого экспериментального материала в 1867 г. норвежские учёные К. Гульдберг, и П Вааге и независимо от них в 1865 г. русский учёный Н.И. Бекетов сформулировали основной закон химической кинетики, устанавливающий зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ.
Закон действующих масс. Гульдберг (). Норвежский физикохимик. П. Вааге (). Норвежский ученый. V=k c A a c B b Скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях равных их коэффициентам в уравнении реакции.
Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Концентрация реагирующих веществ НCl 10% HCl 20% +Zn +Zn v 1
Математическое выражение закона действующих масс. По закону действующих масс скорость реакции, уравнение которой А+В=С может быть вычислена по формуле: v 1 = k 1 C A C B, а скорость реакции, уравнение которой А+2В=D, может быть вычислена по формуле: v 2 = k 2 C A C B. В этих формулах: C A и C B – концентрации веществ А и В (моль/л), k 1 и k 2 – коэффициенты пропорциональности, называемые константами скоростей реакции. Эти формулы также называют кинетическими уравнениями.
3.Поверхность соприкосновения реагирующих веществ. Скорость реакции увеличивается благодаря: -увеличению площади поверхности соприкосновения реагентов (измельчение); -повышению реакционной способности частиц на поверхности образующихся при измельчении микрокристаллов; -непрерывному подводу реагентов и хорошему отводу продуктов с поверхности, где идёт реакция. Фактор связан с гетерогенными реакциями, которые протекают на поверхности соприкосновения реагирующих веществ: газ - твердое вещество, газ - жидкость, жидкость - твердое вещество, жидкость - другая жидкость, твердое вещество - другое твердое вещество, при условии, что они не растворимы друг в друге.
V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Площадь соприкоснове ния реагирующих веществ Fe (порошок) Fe (кнопка) + НCl + НCl V 1 > V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции." class="link_thumb"> 23 Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Площадь соприкоснове ния реагирующих веществ Fe (порошок) Fe (кнопка) + НCl + НCl V 1 > V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции. V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции."> V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции."> V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Площадь соприкоснове ния реагирующих веществ Fe (порошок) Fe (кнопка) + НCl + НCl V 1 > V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции."> title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Площадь соприкоснове ния реагирующих веществ Fe (порошок) Fe (кнопка) + НCl + НCl V 1 > V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции.">
4. Температура При увеличении температуры на каждые 10° С общее число столкновений увеличивается только на ~ 1,6 %, а скорость реакции увеличивается в 2-4 раза (на %). Число, показывающее, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 10° С, называют температурным коэффициентом.
Правило Вант-Гоффа Я. Вант-Гофф (). Голландский химик. Один из основателей физической химии и стереохимии При повышении температуры на каждые 10 С скорость реакции увеличивается в 2-4 раза.
Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Температура Al Al + НCl + НCl +t V 1 > V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается. V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается."> V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается."> V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Температура Al Al + НCl + НCl +t V 1 > V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается."> title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Температура Al Al + НCl + НCl +t V 1 > V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается.">
5. Действие катализатора Можно изменить скорость реакции, используя специальные вещества, которые изменяют механизм реакции и направляют ее по энергетически более выгодному пути с меньшей энергией активации. Катализаторы – это вещества, участвующие в химической реакции и увеличивающие ее скорость, но по окончании реакции остающиеся неизменными качественно и количественно. Ингибиторы – вещества, замедляющие химические реакции. Изменение скорости химической реакции или ее направления с помощью катализатора называют катализом.
Различают два вида катализа: Гомогенный катализ, при котором и катализатор, и реагирующие вещества находятся в одном агрегатном состоянии (фазе). – Например, ферментативно-каталитические реакции в клетках организма проходят в водном растворе. Гетерогенный катализ, при котором катализатор и реагирующие вещества находятся в разных фазах. – Например, разложение пероксида водорода в присутствии твердого катализатора оксида марганца(IV): MnO 2 (т) 2H 2 O 2 (ж) 2H 2 O(ж) + O 2 (г)
V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Присутствие некоторых веществ H 2 O 2 H 2 O 2 +MnO 2 V 1 > V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции." class="link_thumb"> 31 Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Присутствие некоторых веществ H 2 O 2 H 2 O 2 +MnO 2 V 1 > V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции. V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции."> V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции."> V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Присутствие некоторых веществ H 2 O 2 H 2 O 2 +MnO 2 V 1 > V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции."> title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Присутствие некоторых веществ H 2 O 2 H 2 O 2 +MnO 2 V 1 > V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции.">
ТЕМА УРОКА
«Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость химической реакции»
Выяснить, какие условия необходимо создать, чтобы началась химическая реакция;
научиться определять скорость химической реакции;
рассмотреть единицу измерения скорости химической реакции;
выяснить от каких факторов зависит скорость химических реакций.
ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ПРОТЕКАЮТ С РАЗЛИЧНЫМИ СКОРОСТЯМИ
Мгновенно (при взрыве; в водных растворах, например, при смешивании растворов хлорида бария и сульфата натрия образуется сульфат бария в виде белого осадка);
- Быстро (растворение цинка в соляной кислоте; горение магния);
Медленно (образование ржавчины на железных предметах; окисление меди).
УСЛОВИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ
Соприкосновение веществ
ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ
Гетерогенные химические реакции
Гомогенные
химические
реакции
ГОМОГЕННЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ
Химические реакции, протекающие в однородной среде, например в растворе или газовой фазе, то взаимодействие реагирующих веществ происходит во всём объёме
ГЕТЕРОГЕННЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ
Если реакция идет между веществами, находящихся в разных агрегатных состояниях или между веществами, неспособными образовывать гомогенную среду (между несмешивающимися жидкостями), то она происходит только на поверхности соприкосновения веществ.
СКОРОСТЬ РЕАКЦИИ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ИЗМЕНЕНИЕМ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЕЩЕСТВА В ЕДИНИЦУ ВРЕМЕНИ.
В единице V (для гомогенной)
На единице поверхности соприкосновения веществ S (для гетерогенной)
n - изменение количества вещества (моль);
t– интервал времени (с, мин)
Изменение молярной концентрации;
АНАЛИЗ ТАБЛИЦЫ, ВЫВОДЫ:
Значение скорости реакции зависит от того, по какому веществу её определяют
Например, для реакции Н 2 +CI 2 = 2НCI
из 1 моль Н 2 образуется 2 моль НCI
скорость реакции увеличится в 2 раза (по изменению концентрации HCI)
ЗАДАЧА НА ПРИМЕНЕНИЕ ЗНАНИЙ ПО «СКОРОСТИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ»
Химическая реакция протекает в растворе, согласно уравнению: А+В = С. Исходные концентрация: вещества А – 0,80 моль/л. Через 20 минут концентрация вещества А снизилась до 0, 74 моль/л.
Определите:
среднюю скорость реакции за этот промежуток времени;
САМОПРОВЕРКА.
Дано:
С (А) 1 = 0,80 моль/л
С (А) 2 = 0,74 моль/л
= 20 мин
Найти.
гомоген =?
Решение:
а) определение средней скорости реакции в растворе производится по формуле:
Ответ: гомоген. = 0,003 моль/л
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ
Природа реагирующих веществ;
Температура;
Концентрация реагирующих веществ;
Действие катализаторов;
Поверхность соприкосновения реагирующих веществ (в гетерогенных реакциях).
Суть: реакции происходят при столкновении частиц реагентов, которые обладают определённой энергией.
Чем больше частиц реагентов, чем ближе они друг к другу, тем больше шансов у них столкнуться и прореагировать.
К реакции приводят лишь эффективные соударения , т.е. такие при которых разрушаются или ослабляются «старые связи» и поэтому могут образоваться «новые». Но для этого частицы должны обладать достаточной энергией.
энергией активации Е а.
ИЗМЕНЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ВЕЩЕСТВА, ПО КОТОРОМУ ОПРЕДЕЛЯЮТ СКОРОСТЬ РЕАКЦИИ – ВНЕШНИЙ ФАКТОР
Суть: реакции происходят при столкновении частиц реагентов, которые обладают определённой энергией.
Чем больше частиц реагентов, чем ближе они друг к другу, тем больше шансов у них столкнуться и прореагировать.
К реакции приводят лишь эффективные соударения , т.е. такие при которых разрушаются или ослабляются «старые связи» и поэтому могут образоваться «новые». Но для этого частицы должны обладать достаточной энергией.
Минимальный избыток энергии (над средней энергией частиц в системе), необходимый для эффективного соударения частиц в системе), необходимый для эффективного соударения частиц реагентов, называется энергией активации Е а.
1. ПРИРОДА РЕАГИРУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ.
Под природой реагирующих веществ понимают их состав, строение, взаимное влияние атомов в неорганических и органических веществах.
Величина энергии активации веществ – это фактор, посредством которого сказывается влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции.
120 Гидролиз сахарозы, взаимодействие металлов с кислотами, натрия с водой и спиртами, этилена с бромной водой и др. Незначительная Разложение аммиака на водород и азот, гидрирование этилена, окисление оксида серы (IV) до оксида серы (VI), разложение иодоводорода на иод и водород и др." width="640"
Зависимость скорости реакции от природы реагирующих веществ.
Энергия активации Е а , кДж/моль
Скорость реакции
Примеры реакций
Очень большая
Средняя
Реакции ионного обмена между электролитами, взаимодействие щелочных металлов с кислородом и галогенами и др.
Гидролиз сахарозы, взаимодействие металлов с кислотами, натрия с водой и спиртами, этилена с бромной водой и др.
Незначительная
Разложение аммиака на водород и азот, гидрирование этилена, окисление оксида серы (IV) до оксида серы (VI), разложение иодоводорода на иод и водород и др.
ЗАДАНИЕ НА ПРИМЕНЕНИЕ ЗНАНИЙ
Объясните разную скорость взаимодействия цинка и магния с уксусной кислотой; цинка с соляной и уксусной кислотой.
Напишите соответствующие реакции
2. ТЕМПЕРАТУРА
При увеличении температуры на каждые 10° С скорость реакции увеличивается в 2-4 раза.
Число, показывающее, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 10° С, называют температурным коэффициентом.
Правило Вант-Гоффа математически выражается следующей формулой:
где –скорость реакции при температуре t 2 ,
– скорость реакции при температуре t 1 ,
– температурный коэффициент.
ЗАДАЧА НА ПРИМЕНЕНИЕ ЗНАНИЙ:
Определите, как изменится скорость некоторой реакции:
при повышении температуры от 10° до 50° С;
Температурный коэффициент реакции равен 3.
САМОПРОВЕРКА
подставить данные задачи в формулу:
скорость реакции увеличится в 81 раз
3. КОНЦЕНТРАЦИЯ РЕАГИРУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ.
На основе большого экспериментального материала в 1867 г. норвежские учёные К. Гульдберг, и П Вааге и независимо от них в 1865 г. русский учёный Н.И. Бекетов сформулировали основной закон химической кинетики, устанавливающий зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ:
скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях равных их коэффициентам в уравнении реакции.
Этот закон ещё называют
законом действующих масс.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ВЫРАЖЕНИЕ ЗАКОНА ДЕЙСТВУЮЩИХ МАСС.
По закону действующих масс скорость реакции, уравнение которой А+В=С может быть вычислена по формуле:
v 1 = k 1 C A C B ,
а скорость реакции, уравнение которой А+2В=D, может быть вычислена по формуле:
v 2 = k 2 C A C B .
В этих формулах: C A и C B – концентрации веществ А и В (моль/л), k 1 и k 2 – коэффициенты пропорциональности, называемые константами скоростей реакции . Эти формулы также называют кинетическими уравнениями.
ЗАДАЧА НА ПРИМЕНЕНИЕ ЗНАНИЙ:
1.Составьте кинетические уравнения для следующих реакций:
А) H 2 +I 2 =2HI;
Б) 2 Fe + 3CI 2 = 2 FeCI 3 .
2. Как изменится скорость реакции, имеющей кинетическое уравнение
концентрацию вещества А увеличить в 3 раза;
САМОПРОВЕРКА.
Решение. Подставим соответствующие данные в кинетическое уравнение, сравним скорости реакций.
скорость реакции увеличится в 9 раз.
4. ДЕЙСТВИЕ КАТАЛИЗАТОРА
Обсуждение вопросов:
1.Что такое катализатор и каталитические реакции?
2. Приведите примеры известных вам каталитических реакций из органической и неорганической химии. Укажите названия веществ – катализаторов.
3. Выскажите предположение о механизме действия катализаторов (на основе теории столкновений).
4. Каково значение каталитических реакций?
5.ПОВЕРХНОСТЬ СОПРИКОСНОВЕНИЯ РЕАГИРУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ.
Скорость реакции увеличивается благодаря:
Увеличению площади поверхности соприкосновения реагентов (измельчение);
Повышению реакционной способности частиц на поверхности образующихся при измельчении микрокристаллов;
Непрерывному подводу реагентов и хорошему отводу продуктов с поверхности, где идёт реакция.
Фактор связан с гетерогенными реакциями, которые протекают на поверхности соприкосновения реагирующих веществ: газ - твердое вещество, газ - жидкость, жидкость - твердое вещество, жидкость - другая жидкость, твердое вещество - другое твердое вещество, при условии, что они не растворимы друг в друге.
Приведите примеры гетерогенных реакций.
ВЫВОДЫ ПО ТЕМЕ УРОКА
Химические реакции протекают с различными скоростями. Величина скорости реакции зависит от объёма в гомогенной системе и от площади соприкосновения реагентов – в гетерогенной.
На пути всех частиц, вступающих в химическую реакцию, имеется энергетический барьер, равный энергии активации Eа.
Скорость реакции зависит от факторов :
Природа реагирующих веществ;
Температура;
Концентрация реагирующих веществ;
Действие катализаторов;
Поверхность соприкосновения реагирующих веществ (в гетерогенных реакциях).
ВЫВОДЫ ПО ТЕМЕ УРОКА
Величина энергии активации веществ – это фактор, посредством которого сказывается влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции. Чем меньше энергия активации, тем больше эффективных соударений реагирующих частиц.
При увеличении температуры на 10º С общее число активных соударений увеличивается в 2-4 раза.
Чем больше концентрации реагентов, тем больше соударений реагирующих частиц, а среди них и эффективных соударений.
Катализатор изменяет механизм реакции и направляет её по энергетически более выгодному пути с меньшей энергией активации. Ингибитор замедляет ход реакции.
Гетерогенные реакции протекают на поверхности соприкосновения реагирующих веществ. Нарушение правильной структуры кристаллической решётки приводит к тому, что частицы на поверхности образующихся микрокристаллов значительно реакционноспособнее, чем те же частицы на «гладкой» поверхности.
