Влияние концентрации на скорость химической реакции
КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
Кинетикой химических реакций называется учение о скоростях химических реакций. Скорости химических реакций зависят от условий, в которых они протекают, от концентрации реагирующих веществ, температуры, влияния катализаторов и т. п.
Влияние концентрации на скорость химической реакции
Как известно из предыдущих глав, скорость реакции как прямой, так и обратной определяется изменением концентрации реагирующих веществ в единицу времени. Так, для реакции вида
скорость прямой реакции ,
а скорость обратной .
Концентрации исходных веществ в реакции будут уменьшаться, а полученных – возрастать. По мере израсходования исходных веществ скорость процесса, уменьшается, следовательно, численные значения скорости будут различными в различные промежутки времени.
Средняя скорость реакции обычно относится к конечному промежутку времени
. (18.1)
Истинную скорость можно определить как производную от концентрации по времени
. (18.2)
Знак «─» в выражениях (18.1) и (18.2) соответствует уменьшению концентрации исходных веществ со временем.
Для обратимых реакций, когда ─ , реакции идут с неполным исчезновением исходных веществ. Скорость убывания концентрации исходного вещества В в бимолекулярной реакции вида
равна , (18.3)
а скорость возрастания концентрации того же вещества А в результате обратной реакции
. (18.4)
Уравнения скорости реакции может быть записано в виде
.
Состояние динамического равновесия наступает в результате равенства скоростей и , при этом общая скорость реакции будет равна нулю.
Следовательно, при равновесии
, . (18.5)
Правая часть этого равенства представляет собой константу равновесия данной реакции и, следовательно, представляет собой отношение констант скоростей двух противоположных реакций, составляющих данную обратимую реакцию.
Если предположить, что в заданном объеме моли веществ, участвующих в бимолекулярной реакции, равны a, b,c,d и в определенный момент времени τ их количество равно (а ─ x), (b ─x), (с ─ x), (d ─ x), то
.
Допуская для простоты выводов, что a = b и c = d = 0, предыдущее уравнение перепишем в виде
. (18.6)
,
где , , ,
– количество прореагировавшего вещества к моменту равновесия.
Дата добавления: 2020-07-18; просмотров: 379;