Скорость химической реакции

Скорость химической реакции может быть дана через степень превращения. В реакции

Во второй строчке показано количество прореагировавших веществ ко времени t. Эта величина разная для различных веществ и по значению, и по знаку. Но если каждую из них поделить на соответствующий стехиометрический коэффициент, то все отношения будут одинаковыми и иметь положительный знак, поскольку а, в < 0, с, d > 0. Эта величина называется химической переменной (или степенью протекания реакции), (кси).

Скорость реакции – это скорость изменения химической переменной (степени превращения, степени протекания реакции) во времени:

Для большей наглядности определяют скорость в единице объема, то есть вводят величину, , если объем постоянен:

На практике часто используют в качестве скорости реакции изменение концентрации в единицу времени:

Велшичина может быть положительной (для продуктов) и отрицательной (для исходных веществ); для разных веществ она различна, в то время как величины не зависят от выбора вещества и всегда положительны.

Графическое изображение С от времени называется кинетической кривой (рисунок ). Проводя графическое дифференцирование можно найти величину производной dC/dt в любой момент времени, которая и будет характеризовать скорость реакции, .

Рисунок – Пример кинетической кривой.

Необходимым условием, определяющим возможность взаимодействия между двумя молекулами, является их взаимное столкновение. Поэтому при заданных внешних условиях (Т, Р, среда) скорость является функцией концентраций реагирующих веществ, т.к. число столкновений при большей концентрации будет большим.

Если химическая реакция протекает в одну стадию, т.е. является элементарной, то непосредственно по ее стехиометрическому уравнению можно записать скорость реакции в виде:

или (1)

Для реакции aA + bB cC + +dD уравнение (1) называется кинетическим уравнением химической реакции.

Множитель «К», показывающий, с какой скоростью идет химический процесс при концентрациях реагирующих веществ равных единице, называется константой скорости химического процесса.

Наряду со скоостью константа скорости химического процесса является основной величиной в химической кинетике.