Зависимость скорости реакции от температуры

При повышении температуры скорость реакции, как правило, увеличивается. Эта закономерность может быть выражена уравнением:

где и - скорости реакций при температурах и ;

γ; - температурный коэффициент скорости реакции (температурный коэффициент Вант-Гоффа), который показывает во сколько раз возрастает скорость данной реакции при повышении температуры на 10⁰.

Для большинства реакций g = 2-4. В таких случаях выполняется правило Вант-Гоффа:

При повышении температуры на каждые 10⁰ скорость химической реакции возрастает в 2-4 раза.

Основное влияние температура оказывает на константу скорости реакции. Эта зависимость выражается уравнением Аррениуса:

,

(6)

k – константа скорости реакции;

А –

R – универсальная газовая постоянная (8,31 Дж×моль^-1×К^-1);

T – температура по Кельвину (273 + t⁰С);

E_a – энергия активации, кДж/моль

 

7. Обратимые и необратимые по направлению химические реакции и состояние химического равновесия. Закон действующих масс ЗДМ для состояния химического равновесия (закон химического равновесия). Константа химического равновесия и ее связь со стандартным изменением энергии Гиббса процесса. Зависимость константы равновесия от температуры.

Химические реакции бывают необратимыми и обратимыми.

Необратимыми называют реакции, которые протекают только в одном направлении.

В частности, к необратимым реакциям относятся те, которые сопровождаются образованием осадка, газа или малодиссоциирующего вещества (например, Н₂О).

Примеры:

BaCl₂ + K₂SO₄ BaSO₄¯ + 2KCl

Na₂CO₃ + 2HCl 2NaCl + CO₂­ + H₂O

HCl + KOH KCl + H₂O

Необратимые реакции протекают до конца

Обратимыми называют реакции, которые одновременно протекают в двух противоположных направлениях.

Большинство реакций являются обратимыми

Примеры:

N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃

H₂ + I₂ ⇄ 2HI

2NO + O₂ ⇄ 2NO₂

Влияние концентраций реагирующих веществ на скорость реакции выражается основным законом химической кинетики или законом действующих масс:

Скорость химической реакции, протекающей при постоянной температуре в гомогенной среде, пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ в степенях, равных коэффициентам, стоящим перед формулами этих веществ в уравнении реакции.

Так, для реакции, протекающей по уравнению:

aA + bB = cC + dD,

скорости прямой и обратной реакций определяются выражениями:

где k₁ и k₂ – константы скоростей прямой и обратной реакций.

Как только скорости обеих реакций становятся одинаковыми, в системе устанавливается динамическое равновесие и дальнейшее изменение концентрации всех участвующих в реакции веществ прекращается.

Таким образом, в состоянии химического равновесия мы имеем:

Данное соотношение можно преобразовать следующим образом:

 

8.Пргнозирование смещения химического равновесия. Принцип Ле-Шателье.

Ле Шателье сформулировал принцип, который помогает качественно предсказать смещение химического равновесия при изменении одного из параметров:

Если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, оказано внешнее воздействие, то равновесие сместится в направлении той реакции, которая ослабляет это воздействие.