Скорость химических реакций. Тема 9

1.

Министерство образования и науки Республики Казахстан
Карагандинский университет
им. Е.А. Букетова
Тема 9. Скорость химических реакций
Автор: Кокибасова Г.Т. к.х.н., профессор кафедры неорганической и
технической химии
Вид занятия: лекция
Караганда 2022

2.

План лекции:
• Химическая кинетика. Основные понятия.
• Скорость реакции.
• Гомогенные и гетерогенные реакции.
• Факторы влияющие на скорость химической реакции.
Литература
• Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 2004. – 527 с.
• Неорганическая химия: В 3 Т. /Под ред. Ю.Д. Третьякова. Т.1.: Физико-химические основы
неорганической химии. – М.: Изд. «Академия», 2004. – 240 с. Центр «Академия», 2004. –
240 с.
• Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.:ВШ.1988.640с.
• Некрасов Б.В. Основы общей химии. В 2-х томах.М.:Химия.1972-1973.Т.1-2.

3.

Понятие о скорости химических реакций.
Раздел химии изучающий, скорость химической реакции,
называется химической кинетикой.
Химические реакции протекают с различными
скоростями. Одни реакции протекают быстро. Так,
практически мгновенно происходят реакции ионного
обмена. Другие протекают медленно, часами, как,
например, разложение пищевых продуктов , месяцами —
коррозия (ржавление) железа и т.д.

4.

Химическая кинетика
• Все реакции, с точки зрения химической
кинетики, делятся на простые и сложные.
• Простые реакции проходят в одну стадию,
то
есть
исходные
вещества
сразу
превращаются в продукты реакции.
• В элементарном акте простой химической
реакции, различают: мономолекулярные,
бимолекулярные, тримолекулярные.

5.

Простые реакции:
Одна молекула распадается
на продукты реакции.
Примером
простой
мономолекулярной
реакции
может
быть
реакция
диссоциации
молекулы
брома
на
отдельные атомы:
Br2 → 2Br
Две молекулы исходных
веществ сталкиваются, в
результате чего происходит
образование продуктов
реакции.
В элементарном акте
участвуют три молекулы.

6.

Сложные реакции проходят в две или более
стадий. К ним относятся:
Реакция одновременно идет
в прямом и обратном
направлении.
Из одних и тех же исходных
веществ в одних и тех же
условиях
могут
образовываться различные
продукты реакции
Продукт первой стадии
служит
исходным
веществом
для
второй
стадии и так далее.

7.

Гомогенные и гетерогенные реакции
Гомогенные
Гетерогенные
которых
все
• Реакции, в которых реагенты
исходные
вещества
и
и продукты реакций (включая
продукты
взаимодействия
• Реакции,
в
находятся в одной и той же
фазе.
катализатор)
находятся
различных фазах.
в

8.

Скорость реакций
Скорость химической реакции – это изменение
количества реагирующего вещества в единицу
времени в единице объема.

9.

Факторы влияющие на скорость реакции
Зависимость
скорости
химической
реакции
от
концентрации.
При
повышении концентрации хотя бы одного из реагирующих веществ,
скорость реакции возрастает в соответствии с законом действующих масс.

10.

Зависимость скорости реакции от концентрации.
• Зависимость
скорости
реакции от концентрации
реагирующих
веществ
изучали в конце 19 века
норвежские ученые К.
Гульдберг и П. Вааге. В
1867
году
они
сформулировали
кинетический
закон
действующих масс для
простых реакций:

11.

Зависимость скорости реакции от температуры.
• Влияние температуры на скорость
химической
реакции
описывает
правило
Вант-Гоффа:
при
повышении температуры на каждые
10 градусов скорость реакции
возрастает в 2 – 4 раза.

12.

Вычислить, во сколько раз увеличится скорость реакции при
повышении температуры от 40 до 200 ºС, принимая
температурный коэффициент γ равным 2
т.е. скорость реакции увеличится в 65536 раз.

13.

Зависимость скорости реакции от температуры.
Более строго зависимость
скорости химической реакции
от температуры описывает
уравнение Аррениуса

14.

Резюме
Задание на составление кинетического уравнения реакции.

15.

Катализ
Увеличение скорости
реакции в присутствии
катализатора:
15

16.

17.

✔
•«Кинетика» и «термодинамика» химических реакций – два
взаимосвязанных подхода
изучения
и
контроля химических превращений.
•Основное отличие теории кинетики химических реакций –
исследование превращений во времени с целью
установления его механизма и элементарных стадий
процесса.
• Термодинамика
предсказывает
возможность
или
также самопроизвольность или
невозможность,
а
несамопроизвольность процесса, определяет условия и
положение равновесия. При этом теория кинетики
химических реакций позволяет найти оптимальные
практические решения для эффективного осуществления
требуемых химических реакций, возможность которых
была предсказана на основе термодинамических
соображений.
43