Учебна литература 

Влияние на налягането върху реда на реакцията. Влияние на концентрацията на вещества върху скоростта на химичната реакция

Налягането силно влияе върху скоростта на реакциите, включващи газове, тъй като пряко определя тяхната концентрация.

В уравнението на Менделеев-Клапейрон:

прехвърляне Vот дясната страна и RT- наляво и вземете предвид това n / V = ​​c:

Налягането и моларната концентрация на газ са пряко свързани. Следователно в закона за масовото действие можем да заменим p / RT вместо концентрация.

Влияние на налягането върху скоростта на химическата реакция

Верижни реакциивключват в механизма си набор от последователно повтарящи се елементарни действия от един и същи вид (верига).

Помислете за реакцията:

Състои се от следните етапи, общи за всички верижни реакции:

1) Посвещение, или произхода на веригата

Разлагането на хлорна молекула на атоми (радикали) се случва при UV облъчване или нагряване. Същността на етапа на иницииране е образуването на активни, реактивни частици.

2) Развитие на веригата

Cl + H2 = HCl + H

H + Cl2 = HCl + Cl

В резултат на всеки елементарен акт на развитие на веригата се образува нов хлорен радикал и този етап се повтаря отново и отново, теоретично, докато реагентите се изразходват напълно.

  • 3) Рекомбинация, или отворена верига
  • 2Cl = Cl2
  • 2Н = Н2

H + Cl = HCl

Близките радикали могат да се рекомбинират, за да образуват стабилна частица (молекула). Те дават излишна енергия на "трета частица" - например стените на съд или молекули примеси.

Въпросната верижна реакция е неразклонен, тъй като в елементарния акт на развитие на веригата броят на радикалите не се увеличава. Верижната реакция на взаимодействието на водорода с кислорода е разклоненаот броят на радикалите в елементарния акт на развитие на веригата се увеличава:

Н + О2 = ОН + О

O + H2 = OH + H

OH + H2 = H2O + H

Разклонените верижни реакции включват много реакции на горене. Неконтролирано увеличаване на броя на свободните радикали (както в резултат на разклоняване на веригата, така и при неразклонени реакции в случай на твърде бързо започване) може да доведе до силно ускоряване на реакцията и експлозия. Изглежда, че колкото по-голямо е налягането, толкова по-висока е концентрацията на радикали и толкова по-вероятно е експлозия. Но всъщност за реакцията на водорода с кислорода експлозия е възможна само в определени диапазони на налягане: от 1 до 100 mm Hg. и над 1000 mm Hg Това следва от механизма на реакцията. При ниско налягане повечето от образуваните радикали се рекомбинират по стените на съда и реакцията протича бавно. Когато налягането се повиши до 1 mm Hg. радикалите достигат до стените по-рядко, т.к по-често влизат в реакции с молекули. При тези реакции радикалите се размножават и се получава експлозия. Въпреки това, при налягане над 100 mm Hg. концентрациите на веществата се увеличават толкова много, че рекомбинацията на радикалите започва в резултат на тройни сблъсъци (например с водна молекула) и реакцията протича спокойно, без експлозия (стационарен поток). Над 1000 mm Hg концентрациите стават много високи и дори тройните сблъсъци не са достатъчни, за да предотвратят размножаването на радикалите.

Знаете разклонената верижна реакция на деленето на уран-235, при всеки елементарен акт на който се улавя 1 неутрон (играещ ролята на радикал) и се излъчват до 3 неутрона. В зависимост от условията (например от концентрацията на неутронните абсорбатори) за него е възможен и стационарен поток или експлозия. Това е друг пример за корелацията между кинетиката на химичните и ядрените процеси.

В живота се сблъскваме с различни химични реакции. Някои от тях, като ръждясването на желязото, може да отнеме няколко години. Други, като ферментирането на захар в алкохол, отнема няколко седмици. Дървата за огрев в печката изгарят за няколко часа, а бензинът в двигателя за част от секундата.

За да намалят разходите за оборудване, химическите заводи увеличават скоростта на реакциите. И някои процеси, например разваляне на храна, корозия на метала, трябва да се забавят.

Скорост на химичната реакцияможе да се изрази като промяна в количеството материя (n, модул) за единица време (t) - сравнете скоростта на движещо се тяло във физиката като промяна в координатите за единица време: υ = Δx / Δt. Така че скоростта не зависи от обема на съда, в който протича реакцията, разделяме израза на обема на реагиращите вещества (v), тоест получавамепромяна в количеството на веществото за единица време в единица обем, или промяна в концентрацията на едно от веществата за единица време:


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

където c = n / v - концентрация на материята,

Δ (чете се "делта") е общоприетото обозначение за промяната в стойността.

Ако веществата имат различни коефициенти в уравнението, скоростта на реакцията за всяко от тях, изчислена по тази формула, ще бъде различна. Например, 2 мола серен диоксид реагираха напълно с 1 мол кислород за 10 секунди в 1 литър:

2SO 2 + O 2 = 2SO 3

Скоростта на кислород ще бъде: υ = 1: (10 1) = 0,1 mol / l s

Скорост на серен газ: υ = 2: (10 1) = 0,2 mol / l · s- това не е необходимо да се запомня и казва на изпита, даден е пример, за да не се объркате, ако възникне този въпрос.

Скоростта на хетерогенните реакции (включващи твърди вещества) често се изразява за единица площ от контактни повърхности:


Δn
υ = –––––– (2)
Δt S

Реакциите се наричат ​​хетерогенни, когато реагиращите вещества са в различни фази:

  • твърдо вещество с друго твърдо вещество, течност или газ,
  • две несмесващи се течности,
  • течност с газ.

Между веществата в една фаза протичат хомогенни реакции:

  • между добре смесими течности,
  • газове
  • вещества в разтвори.

Условия, влияещи върху скоростта на химичните реакции

1) Скоростта на реакция зависи от природата на реагентите... Просто казано, различните вещества реагират с различна скорост. Например, цинкът реагира бурно със солна киселина, а желязото - доста бавно.

2) Скоростта на реакция е толкова по-голяма, колкото по-висока концентрациявещества. При силно разредена киселина цинкът ще реагира много по-дълго.

3) Скоростта на реакцията се увеличава значително с увеличаване температура... Например, за да изгорите гориво, е необходимо да го запалите, тоест да повишите температурата. За много реакции повишаването на температурата с 10 ° C е придружено от увеличаване на скоростта с коефициент 2-4.

4) Скорост хетерогененреакциите се увеличават с увеличаване повърхности на реагентите... Твърдите вещества обикновено се смилат за това. Например, за да могат праховете от желязо и сяра да реагират при нагряване, желязото трябва да бъде под формата на фини дървени стърготини.

Моля, имайте предвид, че в в такъв случайформула (1) се подразбира! Формула (2) изразява скоростта на единица площ, следователно не може да зависи от площта.

5) Скоростта на реакцията зависи от наличието на катализатори или инхибитори.

Катализатори- вещества, които ускоряват химичните реакции, но самите те не се консумират. Пример е бурното разлагане на водороден пероксид с добавяне на катализатор - манганов (IV) оксид:

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

Мангановият (IV) оксид остава на дъното и може да се използва повторно.

Инхибитори- вещества, които забавят реакцията. Например, инхибитори на корозията се добавят към отоплителната система за гореща вода, за да удължат живота на тръбите и радиаторите. В автомобилите инхибитори на корозията се добавят към спирачката, охлаждащата течност.

Още няколко примера.

Ефект на концентрацията върху скоростта на химична реакция

Зависимостта на скоростта на реакцията от концентрацията на реагентите е формулирана в закон на масите: “ При постоянна температура скоростта на химическата реакция е право пропорционална на произведението на концентрациите на реагентите в мощности, равни на техните стехиометрични коефициенти "

Например: за реакцията mA + nB → pAB

математически израз на закона за масовото действие:

υ = k [A] m ∙ [B] n (в противен случай - кинетичен уравнение на реакцията),

където [A] и [B] са концентрациите на реагентите A и B; m и n са стехиометрични коефициенти; k е коефициент на пропорционалност, наречен константа на скоростта.

Физическият смисъл на скоростната константа е, че при концентрации на реагентите, равни на 1,0 mol / l ([A] = [B] = 1 mol / l), скоростта на химическата реакция е равна на скоростната константа (υ = k ). Константата на скоростта зависи само от естеството на реагиращите вещества и от температурата, но не зависи от концентрацията на веществата.

Математическото представяне на закона за действието на масата за хомогенни и хетерогенни системи има някои различия. За хетерогенни реакции кинетичното уравнение включва концентрациите само на онези вещества, които са в системата в разтвор или в газова фаза. Концентрацията на веществата в твърдо състояние на повърхността остава постоянна по време на реакцията, поради което нейната стойност се взема предвид в константата на скоростта на реакцията.

Например: за хомогенна реакция 2H 2 (g) + O 2 (g) = 2H 2 O (g)

израз на закона: υ = k ∙ 2 ∙;

за хетерогенна реакция C (tv) + O 2 (g) = CO 2 (g)

израз на закона υ = k eff ∙,

където: k eff - ефективна скоростна константа, равна на k ∙ [С tv]

Задача

Как ще се промени скоростта на реакцията 2H 2 (g) + O 2 (g) = 2H 2 O (g), когато концентрацията на изходните материали се удвои?

Решение

Зависимостта на скоростта на реакцията от концентрацията (кинетично уравнение) ще бъде записана: υ = k ∙ 2 ∙

Ако концентрацията на изходните вещества се увеличи 2 пъти, тогава кинетичното уравнение има формата: υ " = k ∙ 2 ∙, тогава υ"  / υ = 8 - скоростта на тази реакция се е увеличила с 8 пъти.

Зависимостта на скоростта на реакцията от налягането се описва с израз, подобен на закона за ефективните маси, където се използват парциалните налягания на реагиращите газове вместо концентрациите на веществата.

Например: за реакцията 2H 2 (g) + O 2 (g) = 2H 2 O (g), зависимостта на скоростта на реакцията от налягането ще бъде записана: υ = k ∙ Р H 2 2 ∙ Р O 2

Задача

Как ще се промени скоростта на реакцията, ако общото налягане в системата CH 4 (g) + 2O 2 (g) = CO 2 (g) + 2H 2 O (g), ако общото налягане в системата се намали 5 пъти ?



Решение

Зависимостта на скоростта на реакцията от налягането ще бъде записана:

υ = k ∙ Р CH 4 ∙ Р 2 O 2. С намаляване на общото налягане в системата, парциалното налягане на всеки газ ще намалее, тоест υ " = k ∙ Р CH 4/5 ∙ (Р O 2/5) 2. Тогава υ"  / υ = 1/5 ∙ 5 2 = 1 / 125 - скоростта на реакцията намалява 125 пъти

Скорост химична реакцияе броят на елементарните актове на химични трансформации, водещи до образуване на реакционни продукти за единица време на единица обем или на единица повърхност.

Тъй като броят на елементарните действия не може да се преброи, скоростта се измерва чрез определяне на промяната в концентрациите на реагентите или реакционните продукти за единица време:

,

При всяка реакция се изразходват реагенти, тя се забавя. Вижте фигура 3.9.1.

Ориз. 3.9.1. Промяна в скоростта на реакцията с течение на времето.
V е скоростта на реакцията, C е концентрацията на A, B.

Следователно можем да говорим само за скоростта този моментвреме. Скоростта зависи от концентрацията на реагентите.

От какво друго зависи? От естеството на реагентите, температурата, степента на финост на реагентите за хетерогенни реакции (повърхностна площ), катализатора и формата на съда и др.

Нека разгледаме зависимостта на v от концентрацията. Да предположим, че имаме реакцията A + B + 2D = F + L. Необходимо е да се намери зависимостта на скоростта от концентрацията на реагентите v = f (C A, C B, C D) =?

Нека измерим скоростта при произволна концентрация и след това удвоим C A и отново измерим скоростта. Оставете да удвои размера си. Това означава, че v е пропорционално на CA в първа степен. Нека удвоим C B. Да приемем, че това не е повлияло на скоростта - съвсем реална ситуация. Ако разтворите NO 2 във вода, за да получите азотна киселина, тогава е очевидно, че скоростта на реакцията няма да зависи от количеството вода. В този случай можем да кажем, че v зависи от C B до нулева степен. Да предположим сега, че сме открили, че скоростта зависи от C D като C D 2. Тогава общото уравнение на скоростта на реакцията ще бъде записано като v = kC A C B 0 C D 2.

Този израз се нарича кинетично уравнение на реакцията; k е константата на скоростта на реакцията (числово равна на скоростта при концентрации на реагента, равни на единица). Експонентите при концентрации в кинетичното уравнение се наричат ​​редове на реакцията за дадено вещество, а тяхната сума е общият ред на реакцията.

Редът на реакциите се установява експериментално, а не със стехиометрични коефициенти.Има много малко реакции, при които редът е същият като сумата от стехиометричните коефициенти.

N 2 O 5 = 2NO 2 + 1 / 2O 2 v = kC (N 2 O 5) p-iya 1 ред

(H 2) + (J 2) = 2 (HJ) v = kC (H 2) C (J 2) p-ua2 от порядъка

но (H2) + (Br 2) = 2 (HBr) v = kC (H2) C (Br 2) 1/2

(Cl 2) + 2 (NO) = 2 (NOCl) v = kC (Cl 2) C (NO) 2 p-и 3 порядъка.

С други думи, редът може да бъде дробен. Защо, ще разгледаме по-долу.

Реакциите обикновено протичат на етапи, тъй като е невъзможно да си представим едновременен сблъсък. Голям броймолекули.

Да предположим някаква реакция

преминава на два етапа

A + B = AB и AB + B = C + D,

тогава, ако първата реакция е бавна, а втората бърза, тогава скоростта се определя от първия етап (докато не премине, вторият не може да продължи), т.е. натрупване на АВ частици. Тогава v = kC A C B.

Скоростта на реакцията се определя от най-бавния етап. Оттук и разликите между реда на реакцията и стехиометричните коефициенти. Например, реакцията на разлагане на водороден прекис

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

е реакция от първи ред, тъй като той е ограничен от първия етап H 2 O 2 = H 2 O + O, а вторият етап O + O = O 2 протича много бързо.

Може би най-бавният не е първият, а вторият или друг етап и тогава понякога получаваме дробен ред, изразяващ концентрациите на междинните продукти по отношение на концентрациите на изходните вещества.

С повишаване на температурата скоростта на движение на частиците се увеличава и, следователно, честотата на техните сблъсъци. Следователно скоростта на реакциите се увеличава с температурата. Съществува емпирична закономерност, изведена от Вант Хоф, че с повишаване на температурата с 10 o, скоростта се увеличава 2-4 пъти.

Реакциите протичат на етапи. Малко вероятно е в реакцията на образуване на амоняк N 2 + 3H 2 = 2NH 3 4 молекули да се сблъскат едновременно в една точка от пространството и дори от желания тип.

Броят на частиците, участващи в елементарен акт на химическо преобразуване, се нарича молекулярностреакции.

Реакциите могат да бъдат моно-, би- и тримолекулни.

Мономолекулна- реакции на разлагане и вътрешномолекулни пренареждания.

Бимолекулярна- 2NO 2 = N 2 O 4

Тримолекулна(рядко) - 2NO + O 2 = 2NO 2.

В тези примери редът и молекулярността са еднакви, но често са различни.

Има два критерия за възможността за спонтанен ход на химичен процес - промяна в енталпията DH, която отразява определено подреждане на системата, и промяна в ентропията DS, която отразява обратната тенденция към неуредено подреждане на частици. Ако DS = 0, тогава движеща силапроцесът ще бъде стремеж на системата към минимум вътрешна енергия, тоест критерият на процеса е намаляване на енталпията (DH<0).

Ако DH = 0, тогава критерият за спонтанния поток на процеса DS> 0.

Как стойностите на енталпията и ентропийните фактори влияят върху хода на процеса?

1) Екзотермична реакция, ДН<0.

а) DS> 0, тогава за всеки T DG ще бъде по-малко от нула и процесът винаги продължава и до края.

б) ДС<0, в этом случае все будет зависеть от соотношения абсолютных значений энтальпийного и энтропийного фактора,

ГД<0 - реакция идет

DG> 0 - няма реакция

Екзотермичните реакции, придружени от намаляване на ентропията, протичат при ниски температури, увеличаването на Т насърчава обратната реакция (принцип на Льо Шателие).

2) Ендотермична реакция, DH> 0.

а) DS> 0, реакцията е възможна само ако | TDS |> | DH |, тогава DG<0, т.е при высоких температурах, если же

б) ДС<0, то DG>0 при всякакви температури и процесът не може да продължи спонтанно.

Пример - реакцията на окисление на глюкозата до CO 2 и H 2 O

6 (O 2) ®6 (CO 2) + 6H 2 O DН = - 2810 kJ

В този случай ентропията очевидно се увеличава. Следователно обратният процес по принцип не може да протича спонтанно. За неговото протичане е необходима енергия отвън (фотосинтеза).

Трябва да се отбележи, че във въпроса за възможността на процеса термодинамичният критерий е последната истина. Ако DG> 0, никакви катализатори няма да помогнат на процеса. С DG<0 процесс может быть заморожен.

  • Геохимия на природни и техногенни ландшафти
    • ДИДАКТИЧЕСКИ ПЛАН
    • ЛИТЕРАТУРА
    • Оценка на замърсяването на водата
    • Биохимична и химична консумация на кислород
    • Аналитично определяне на БПК и ХПК
    • Неорганични вещества във водата. Йони от торове и соли, използвани за контрол на топенето на снега и леда. Киселинни емисии. Йони на тежки метали. Основни химични реакции в хидросферата
    • Методи за пречистване на водата: физични, химични и биологични. Основни принципи и хардуерен дизайн. Пречистване на питейна вода: процеси на пречистване на вода и основни химични реакции. Водни стандарти
    • Замърсяване на почвата. Химични ефекти от киселинно замърсяване
    • Ролята на металите в живата природа
    • Необходимост и токсичност на металните йони
    • Връзка между необходимостта и токсичността на металите в екосистемите
    • Потенциално опасни следи от метали в атмосферата, хидросферата и литосферата
    • Глобален транспорт на следи от потенциално опасни метали
    • Микроелементи. Приемането и усвояването на метали в организма
    • Молекулни основи на токсичността на металите. Серия за токсичност
    • Фактори на околната среда, влияещи върху токсичността
    • Толерантност на организмите към метали. Канцерогенност на металните йони. Начини на излагане на метали върху тялото
    • Йони на тежки метали в естествени води. Форми на съществуване на метали във водните екосистеми, зависимост на токсичността от формата. Вторична водна токсичност
    • Структурата на атмосферата
    • Разпределение на температура, налягане и други параметри по височина
    • Причини за образуването на характерни слоеве в атмосферата (барометрична формула, конвекция, космическо излъчване). Значението на слоевете за хората
    • йоносфера
    • Промяна в химичния състав с височина (несъответствие с барометричната формула)
    • Разглеждане на атмосферата като система (отворена, затворена, изолирана). Термодинамичен подход (N2O). Гръмотевични бури
    • Кинетичен подход
    • Основни химични реакции в атмосферата и тропосферата
    • Елементи на химическата кинетика (ред на реакцията, молекулярност, скорост спрямо налягане)
    • Озонов слой
    • Разрушителният ефект на халогените, фреоните и др.
    • Типичен химичен състав на атмосферните емисии
    • Химични трансформации на замърсяването
    • Способността за самопречистване на атмосферата
    • Граници на биосферата, състав и маса на живата материя
    • Кларк и геохимичните функции на живата материя, биогеохимичните процеси като геоложки фактор
    • Органични вещества, процеси на синтез и разлагане
    • Автотрофни и хетеротрофни организми
    • Редукция на сулфати и образуване на метан
    • Възраст на живот и възраст на фотосинтеза

Механизмите на възникване на химични трансформации и техните скорости се изследват от химичната кинетика. Химичните процеси протичат във времето с различна скорост. Някои се случват бързо, почти мигновено, други отнемат много време, за да продължат.

Във връзка с

Скоростна реакция- скоростта, с която се изразходват реагентите (концентрацията им намалява) или се образуват реакционните продукти за единица обем.

Фактори, които могат да повлияят на скоростта на химическа реакция

Следните фактори могат да повлияят на това колко бързо се осъществява химическото взаимодействие:

  • концентрация на вещества;
  • естеството на реагентите;
  • температура;
  • наличието на катализатор;
  • налягане (за реакции в газова атмосфера).

По този начин, чрез промяна на определени условия за протичането на химичния процес, е възможно да се повлияе колко бързо ще продължи процесът.

В процеса на химично взаимодействие частиците на реагиращите вещества се сблъскват помежду си. Броят на такива съвпадения е пропорционален на броя на частиците вещества в обема на реакционната смес и следователно е пропорционален на моларните концентрации на реагентите.

Закон за масовите действияописва зависимостта на скоростта на реакцията от моларните концентрации на взаимодействащите вещества.

За елементарна реакция (A + B → ...) този закон се изразява с формулата:

υ = k ∙ С A ∙ С B,

където k е скоростната константа; C A и C B - моларни концентрации на реагенти, A и B.

Ако едно от реагиращите вещества е в твърдо състояние, тогава взаимодействието възниква на границата и следователно концентрацията на твърдото вещество не е включена в уравнението на кинетичния закон на ефективните маси. За да се разбере физическото значение на константата на скоростта, е необходимо да се вземе C, A и C B равни на 1. Тогава става ясно, че константата на скоростта е равна на скоростта на реакцията при концентрации на реагента, равни на единица.

Естеството на реагентите

Тъй като в процеса на взаимодействие химичните връзки на реагиращите вещества се разрушават и се образуват нови връзки на реакционните продукти, естеството на връзките, участващи в реакцията на съединенията, и структурата на молекулите на реагиращите вещества ще играят роля важна роля.

Повърхностна площ на контакт на реагентите

Такава характеристика като повърхността на контакт на твърдите реагенти влияе на хода на реакцията понякога доста значително. Смилането на твърдо вещество ви позволява да увеличите повърхността на контакт на реагентите и следователно да ускорите процеса. Контактната площ на разтворимите вещества лесно се увеличава чрез разтваряне на веществото.

Реакционна температура

С повишаване на температурата енергията на сблъскващите се частици ще се увеличи; очевидно е, че с повишаване на температурата самият химичен процес също ще се ускори. Данните, дадени в таблицата, могат да се считат за илюстративен пример за това как повишаването на температурата влияе върху процеса на взаимодействие на веществата.

Таблица 1. Влияние на изменението на температурата върху скоростта на образуване на вода (О 2 + 2Н 2 → 2Н 2 О)

За количествено описание как температурата може да повлияе на скоростта на взаимодействие на веществата, се използва правилото на Van't Hoff. Правилото на Van't Hoff е, че когато температурата се повиши с 10 градуса, има ускорение от 2-4 пъти.

Математическата формула, описваща правилото на Van't Hoff е, както следва:

Където γ е температурният коефициент на скоростта на химическа реакция (γ = 2−4).

Но уравнението на Арениус описва температурната зависимост на скоростната константа много по-точно:

Където R е универсалната газова константа, A е фактор, определен от вида на реакцията, E, A е енергията на активиране.

Енергията на активиране е енергията, която една молекула трябва да придобие, за да се осъществи химическа трансформация. Тоест, това е вид енергийна бариера, която ще трябва да бъде преодоляна от молекули, сблъскващи се в реакционния обем, за да се преразпределят връзките.

Енергията на активиране не зависи от външни фактори, а зависи от естеството на веществото. Енергийната стойност на активиране до 40 - 50 kJ / mol позволява на веществата да реагират помежду си доста активно. Ако енергията на активиране надвишава 120 kJ / mol, тогава веществата (при нормални температури) ще реагират много бавно. Промяната в температурата води до промяна в броя на активните молекули, тоест молекули, които са достигнали енергия, по-голяма от енергията на активиране, и следователно са способни на химични трансформации.

Действие на катализатора

Катализаторът е вещество, което може да ускори процеса, но не е част от неговите продукти. Катализата (ускоряване на химическата трансформация) се разделя на · хомогенна, · хетерогенна. Ако реагентите и катализаторът са в едно и също агрегатно състояние, тогава катализата се нарича хомогенна, ако в различни, тогава хетерогенна. Механизмите на действие на катализаторите са разнообразни и доста сложни. Освен това трябва да се отбележи, че катализаторите се характеризират със селективност на действие. Тоест, същият катализатор, докато ускорява една реакция, може да не промени скоростта на другата по никакъв начин.

налягане

Ако газообразните вещества участват в трансформацията, тогава промяната в налягането в системата ще повлияе на скоростта на процеса ... Това е така, защото, че за газообразните реагенти промяната в налягането води до промяна в концентрацията.

Експериментално определяне на скоростта на химична реакция

Възможно е експериментално да се определи скоростта на химическа трансформация чрез получаване на данни за това как се променя концентрацията на реагиращите вещества или продукти за единица време. Методите за получаване на такива данни се разделят на

  • химикал,
  • физични и химични.

Химическите методи са прости, достъпни и точни. С тяхна помощ скоростта се определя чрез директно измерване на концентрацията или количеството на вещество от реагенти или продукти. В случай на бавна реакция се вземат проби, за да се контролира как се консумира реагентът. След това се определя съдържанието на реагента в пробата. Чрез вземане на проби на редовни интервали е възможно да се получат данни за промяната в количеството на веществото по време на взаимодействието. Най-често използваните видове анализи са титриметрия и гравиметрия.

Ако реакцията протича бързо, тогава, за да се вземе проба, тя трябва да бъде спряна. Това може да стане с охлаждане, рязко отстраняване на катализатора, можете също да разредите или прехвърлите един от реагентите в неактивно състояние.

Методите на физико-химичния анализ в съвременната експериментална кинетика се използват по-често от химичните. С тяхна помощ можете да наблюдавате промяната в концентрацията на веществата в реално време. В този случай не е необходимо реакцията да се спира и да се вземат проби.

Физикохимичните методи се основават на измерване на физическо свойство, което зависи от количественото съдържание на определено съединение в системата и се променя с течение на времето. Например, ако в реакцията участват газове, тогава такова свойство може да бъде налягането. Те също така измерват електрическа проводимост, показател на пречупване, абсорбционни спектри на веществата.