Зависимость скорости реакции от концентрации

Химические реакции бывают простыми и сложными. Простыми (элементарными) называют реакции, протекающие в одну стадию. Сложными называют реакции, протекающие в несколько стадий.

Число частиц, участвующих в простой реакции или в отдельной стадии сложной реакции, называется молекулярностью. Простые реакции могут быть мономолекулярными, бимолекулярными и тримолекулярными. Если при бимолекулярной реакции концентрация одного из исходных реагентов значительно больше концентрации другого вещества, то в течение реакции концентрация вещества, взятого в избытке, остаётся практически неизменной. Подобные реакции называют псевдомономолекулярными.

Уравнение, связывающее скорость реакции с концентрациями реагирующих веществ, называется кинетическим.

Для простых реакций зависимость скорости от концентрации реагентов выражается законом действия масс: скорость реакции пропорциональна произведению молярных концентраций всех реагентов, взятых в степени их стехиометрических коэффициентов.

Для простой реакции

aA + bB = cC + dD

кинетическое уравнение имеет вид:

v = kc , (86)

где с_А, с_В – концентрации веществ А и В в данный момент времени, моль/дм³; k – коэффициент пропорциональности.

Сумма (a + b) равна молекулярности. Коэффициент пропорциональности k называется константой скорости химической реакции. Константа скорости представляет собой скорость реакции, когда концентрации всех исходных реагентов равны 1моль/дм³. Она не зависит от концентрации реагирующих веществ.

Сложная реакция состоит из нескольких стадий, и её скорость определяется скоростью самой медленной стадии – лимитирующей. Для параллельно протекающих реакций скорость определяется по наиболее быстрой из них.Скорость сложной реакции

aA + bB = cC + dD

также зависит от концентраций А и В, но характер этой зависимости может быть определен только опытным путём. Кинетическое уравнение для сложной реакции имеет вид:

v = kc . (87)

Величины l и m называют частными порядками реакции по веществам А и В, а сумма n = l + m – общий порядок реакции.

Порядок реакции – это сумма показателей степеней при концентрациях в кинетическом уравнении реакции.

Порядок сложной реакции может быть величиной как целой, так и дробной (0 ≤ n ≤ 3) и может быть найден только экспериментальным путём. Для простых реакций порядок совпадает с молекулярностью и может быть только целой величиной.