อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีถูกกำหนดโดยการเปลี่ยนแปลง อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีและปัจจัยที่มีผลกระทบ

ความเร็ว ปฏิกิริยาเคมี

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี- การเปลี่ยนแปลงปริมาณของสารที่ทำปฏิกิริยาอย่างใดอย่างหนึ่งต่อหน่วยเวลาในหน่วยพื้นที่ปฏิกิริยา เป็นแนวคิดหลักในจลนศาสตร์เคมี อัตราของปฏิกิริยาเคมีจะเป็นค่าบวกเสมอ ดังนั้นหากถูกกำหนดโดยสารตั้งต้น (ความเข้มข้นซึ่งลดลงระหว่างการทำปฏิกิริยา) ค่าผลลัพธ์ที่ได้จะถูกคูณด้วย −1

ตัวอย่างปฏิกิริยา:

การแสดงออกของความเร็วจะมีลักษณะดังนี้:

สำหรับปฏิกิริยาเบื้องต้น เลขชี้กำลังของความเข้มข้นของสารแต่ละชนิดมักจะเท่ากับสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ของมัน สำหรับปฏิกิริยาที่ซับซ้อน กฎนี้จะไม่ถูกปฏิบัติตาม นอกจากความเข้มข้นแล้ว ปัจจัยต่อไปนี้ยังส่งผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีด้วย:

• ลักษณะของสารตั้งต้น
• การปรากฏตัวของตัวเร่งปฏิกิริยา
• อุณหภูมิ (กฎของ van't Hoff)
• ความดัน,
• พื้นที่ผิวของสารที่ทำปฏิกิริยา

หากเราพิจารณาปฏิกิริยาเคมีที่ง่ายที่สุด A + B → C เราจะสังเกตเห็นสิ่งนั้น ทันทีความเร็วของปฏิกิริยาเคมีไม่คงที่

วรรณกรรม

• Kubasov A. A. จลนพลศาสตร์เคมีและการเร่งปฏิกิริยา
• Prigogine I. , Defey R. อุณหพลศาสตร์เคมี. โนโวซีบีสค์: Nauka, 1966. 510 น.
• Yablonsky G.S. , Bykov V.I. , Gorban A.N. , แบบจำลองจลน์ของปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยา, Novosibirsk: Nauka (Sib. Department), 1983. - 255 p.

มูลนิธิวิกิมีเดีย 2010.

• ภาษาเวลส์ของภาษาอังกฤษ
• เลื่อย (ซีรีส์ภาพยนตร์)

ดูว่า "อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร:

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี- แนวคิดพื้นฐานของจลนพลศาสตร์เคมี สำหรับปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันอย่างง่าย อัตราของปฏิกิริยาเคมีจะวัดโดยการเปลี่ยนแปลงจำนวนโมลของสารที่เกิดปฏิกิริยา (ที่ปริมาตรคงที่ของระบบ) หรือโดยการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารตั้งต้นใดๆ... ใหญ่ พจนานุกรมสารานุกรม

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี- แนวคิดพื้นฐานของเคมี จลนศาสตร์ ซึ่งแสดงอัตราส่วนของปริมาณของสารที่ทำปฏิกิริยา (เป็นโมล) ต่อระยะเวลาที่เกิดปฏิกิริยาระหว่างกัน เนื่องจากความเข้มข้นของสารตั้งต้นเปลี่ยนแปลงระหว่างปฏิกิริยา อัตราจึงมักจะ ... สารานุกรมโพลีเทคนิคขนาดใหญ่

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี- ปริมาณที่แสดงลักษณะความรุนแรงของปฏิกิริยาเคมี อัตราการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ที่เกิดปฏิกิริยาคือปริมาณของผลิตภัณฑ์นี้ซึ่งเป็นผลมาจากปฏิกิริยาต่อหน่วยเวลาต่อหน่วยปริมาตร (หากปฏิกิริยาเป็นเนื้อเดียวกัน) หรือต่อ... ...

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี- แนวคิดพื้นฐานของจลนพลศาสตร์เคมี สำหรับปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันอย่างง่าย อัตราของปฏิกิริยาเคมีจะวัดโดยการเปลี่ยนแปลงจำนวนโมลของสารที่เกิดปฏิกิริยา (ที่ปริมาตรคงที่ของระบบ) หรือโดยการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารตั้งต้นใดๆ... พจนานุกรมสารานุกรม

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี- ปริมาณที่แสดงลักษณะความรุนแรงของปฏิกิริยาเคมี (ดูปฏิกิริยาเคมี) อัตราการเกิดผลิตภัณฑ์ที่เกิดปฏิกิริยาคือปริมาณของผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากปฏิกิริยาต่อหน่วยเวลาต่อหน่วยปริมาตร (ถ้า... ...

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี- ขั้นพื้นฐาน แนวคิดเรื่องเคมี จลนศาสตร์ สำหรับปฏิกิริยาเอกพันธ์อย่างง่ายของ S. x ร. วัดโดยการเปลี่ยนแปลงจำนวนโมลของปฏิกิริยาใน va (ด้วยปริมาตรคงที่ของระบบ) หรือโดยการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของค่าเริ่มต้นใน va หรือผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา (หากปริมาตรของระบบ ...

กลไกของปฏิกิริยาเคมี- สำหรับปฏิกิริยาที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วยปฏิกิริยาหลายอย่าง ขั้นตอน (ปฏิกิริยาอย่างง่ายหรือเบื้องต้น) กลไกคือชุดของขั้นตอนซึ่งเป็นผลมาจากการที่วัสดุเริ่มต้นถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ โมเลกุลสามารถทำหน้าที่เป็นตัวกลางในปฏิกิริยาเหล่านี้ได้... ... วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ. พจนานุกรมสารานุกรม

ปฏิกิริยาการแทนที่นิวคลีโอฟิลิก- (อังกฤษ ปฏิกิริยาทดแทนนิวคลีโอฟิลิก) ปฏิกิริยาทดแทนซึ่งการโจมตีดำเนินการโดยรีเอเจนต์นิวคลีโอฟิลิกที่มีคู่อิเล็กตรอนเดี่ยว หมู่ที่ออกจากปฏิกิริยาทดแทนนิวคลีโอฟิลิกเรียกว่านิวคลีโอฟิวจ์ ทุกสิ่งทุกอย่าง... วิกิพีเดีย

ปฏิกริยาเคมี- การแปรสภาพของสารบางชนิดไปเป็นสารอื่นที่แตกต่างไปจากเดิม องค์ประกอบทางเคมีหรืออาคาร จำนวนทั้งหมดอะตอมของธาตุแต่ละธาตุรวมทั้งตัวมันเองด้วย องค์ประกอบทางเคมีสารที่เป็นส่วนประกอบจะคงอยู่ใน R.x ไม่เปลี่ยนแปลง; R.x นี้... สารานุกรมผู้ยิ่งใหญ่แห่งสหภาพโซเวียต

ความเร็วในการวาด- ความเร็วเชิงเส้นของการเคลื่อนที่ของโลหะที่ทางออกจากแม่พิมพ์ m/s สำหรับเครื่องวาดรูปสมัยใหม่ ความเร็วในการวาดสูงถึง 50–80 m/s อย่างไรก็ตาม ถึงแม้จะดึงลวดก็ตาม ความเร็วตามกฎจะไม่เกิน 30–40 m/s ที่… … พจนานุกรมสารานุกรมโลหะวิทยา

เมื่อกำหนดแนวคิดแล้ว อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีจำเป็นต้องแยกแยะระหว่างปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันและปฏิกิริยาต่างกัน หากปฏิกิริยาเกิดขึ้นในระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน เช่น ในสารละลายหรือในส่วนผสมของก๊าซ ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นทั่วทั้งปริมาตรของระบบ ความเร็วของปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันคือปริมาณของสารที่ทำปฏิกิริยาหรือเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาต่อหน่วยเวลาต่อหน่วยปริมาตรของระบบ เนื่องจากอัตราส่วนของจำนวนโมลของสารต่อปริมาตรที่กระจายออกไปคือฟันกราม ความเข้มข้นของสารอัตราของปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันสามารถกำหนดได้เป็น การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นต่อหน่วยเวลาของสารใดๆ: สารตั้งต้นหรือผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยา. เพื่อให้แน่ใจว่าผลการคำนวณจะเป็นค่าบวกเสมอ ไม่ว่าจะขึ้นอยู่กับรีเอเจนต์หรือผลิตภัณฑ์ก็ตาม จะใช้เครื่องหมาย “±” ในสูตร:

ขึ้นอยู่กับลักษณะของปฏิกิริยา เวลาสามารถแสดงได้ไม่เพียงเป็นวินาทีตามที่ระบบ SI กำหนด แต่ยังแสดงเป็นนาทีหรือชั่วโมงด้วย ในระหว่างปฏิกิริยา ขนาดของความเร็วไม่คงที่ แต่จะเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง โดยจะลดลงเมื่อความเข้มข้นของสารตั้งต้นลดลง การคำนวณข้างต้นให้ค่าเฉลี่ยของอัตราการเกิดปฏิกิริยาในช่วงเวลาหนึ่ง Δτ = τ 2 – τ 1 ความเร็วจริง (ทันที) ถูกกำหนดให้เป็นขีดจำกัดที่อัตราส่วน Δ มีแนวโน้ม กับ/ Δτ ที่ Δτ → 0 นั่นคือ ความเร็วที่แท้จริงเท่ากับอนุพันธ์ของความเข้มข้นเทียบกับเวลา

สำหรับปฏิกิริยาที่สมการมีค่าสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์แตกต่างจากเอกภาพ ค่าอัตราที่แสดงสำหรับสารต่างๆ จะไม่เหมือนกัน ตัวอย่างเช่น สำหรับปฏิกิริยา A + 3B = D + 2E ปริมาณการใช้สาร A คือ 1 โมล ปริมาณของสาร B คือ 3 โมล และปริมาณของสาร E คือ 2 โมล นั่นเป็นเหตุผล υ (ก) = ⅓ υ (ข) = υ (ง) = ½ υ (จ) หรือ υ (จ) . = ⅔ υ (ใน) .

หากปฏิกิริยาเกิดขึ้นระหว่างสารที่อยู่ในระยะต่าง ๆ ของระบบที่ต่างกัน ปฏิกิริยานั้นสามารถเกิดขึ้นได้ที่ส่วนต่อประสานระหว่างระยะเหล่านี้เท่านั้น ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาระหว่างสารละลายกรดกับชิ้นส่วนโลหะจะเกิดขึ้นเฉพาะบนพื้นผิวโลหะเท่านั้น ความเร็วของปฏิกิริยาต่างกันคือปริมาณของสารที่ทำปฏิกิริยาหรือเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาต่อหน่วยเวลาต่อพื้นผิวส่วนต่อประสานของหน่วย:

.

การขึ้นอยู่กับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีต่อความเข้มข้นของสารตั้งต้นแสดงตามกฎการออกฤทธิ์ของมวล: ที่อุณหภูมิคงที่ อัตราของปฏิกิริยาเคมีจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของความเข้มข้นโมลของสารที่ทำปฏิกิริยายกกำลังเท่ากับค่าสัมประสิทธิ์ในสูตรของสารเหล่านี้ในสมการปฏิกิริยา. แล้วสำหรับปฏิกิริยา

2A + B → ผลิตภัณฑ์

อัตราส่วนนั้นถูกต้อง υ ~ · กับเอ 2 · กับ B และเพื่อเปลี่ยนไปสู่ความเท่าเทียมกันจะมีการแนะนำสัมประสิทธิ์สัดส่วน เค, เรียกว่า อัตราการเกิดปฏิกิริยาคงที่:

υ = เค· กับเอ 2 · กับบี = เค·[ก] 2 ·[บี]

(ความเข้มข้นของโมลในสูตรสามารถเขียนแทนด้วยตัวอักษรได้ กับโดยมีดัชนีที่สอดคล้องกันและสูตรของสารอยู่ในวงเล็บเหลี่ยม) ความหมายทางกายภาพค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยา – อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ความเข้มข้นของสารตั้งต้นทั้งหมดเท่ากับ 1 โมล/ลิตร มิติของค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับจำนวนปัจจัยทางด้านขวาของสมการ และสามารถเป็น c –1 ; s –1 ·(ลิตร/โมล); s –1 · (l 2 /mol 2) ฯลฯ นั่นคือในกรณีใด ๆ ในการคำนวณ อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะแสดงเป็น mol · l –1 · s –1

สำหรับ ปฏิกิริยาที่ต่างกันสมการของกฎการออกฤทธิ์ของมวลประกอบด้วยความเข้มข้นของสารที่อยู่ในสถานะก๊าซหรือในสารละลายเท่านั้น ความเข้มข้นของสารในเฟสของแข็งเป็นค่าคงที่และรวมอยู่ในค่าคงที่อัตราตัวอย่างเช่นสำหรับกระบวนการเผาไหม้ของถ่านหิน C + O 2 = CO 2 กฎแห่งการกระทำของมวลจะถูกเขียน:

υ = โอเค·คอนสต์··= เค·,

ที่ไหน เค= โอเคค่าคงที่

ในระบบที่มีสารตั้งแต่หนึ่งชนิดขึ้นไปเป็นก๊าซ อัตราการเกิดปฏิกิริยายังขึ้นอยู่กับความดันด้วย ตัวอย่างเช่นเมื่อไฮโดรเจนทำปฏิกิริยากับไอโอดีน H 2 + I 2 = 2HI อัตราของปฏิกิริยาเคมีจะถูกกำหนดโดยการแสดงออก:

υ = เค··.

หากคุณเพิ่มความดันเช่น 3 เท่าปริมาตรที่ระบบครอบครองจะลดลงด้วยปริมาณที่เท่ากันและด้วยเหตุนี้ความเข้มข้นของสารที่ทำปฏิกิริยาแต่ละชนิดก็จะเพิ่มขึ้นตามปริมาณที่เท่ากัน อัตราการเกิดปฏิกิริยาในกรณีนี้จะเพิ่มขึ้น 9 เท่า

การขึ้นอยู่กับอัตราการเกิดปฏิกิริยากับอุณหภูมิอธิบายตามกฎของแวนต์ ฮอฟฟ์ว่า: เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นทุกๆ 10 องศา อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น 2-4 เท่า. ซึ่งหมายความว่าเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นในความก้าวหน้าทางคณิตศาสตร์ อัตราของปฏิกิริยาเคมีจะเพิ่มขึ้นตาม ความก้าวหน้าทางเรขาคณิต. ฐานในสูตรก้าวหน้าคือ ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิความเร็วปฏิกิริยาγ แสดงจำนวนครั้งที่อัตราของปฏิกิริยาที่กำหนดเพิ่มขึ้น (หรืออัตราคงที่ซึ่งเป็นสิ่งเดียวกัน) โดยมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10 องศา ในทางคณิตศาสตร์ กฎของแวนต์ ฮอฟฟ์แสดงได้ด้วยสูตร:

หรือ

โดยที่ และ คือ อัตราการเกิดปฏิกิริยา ตามลำดับที่จุดเริ่มต้น ที 1 และสุดท้าย ที 2 อุณหภูมิ กฎของ Van't Hoff สามารถแสดงได้ด้วยความสัมพันธ์ต่อไปนี้:

; ; ; ,

โดยที่ และ คือ อัตราและค่าคงที่อัตราของปฏิกิริยาที่อุณหภูมิตามลำดับ ที; และ – ค่าเดียวกันที่อุณหภูมิ ที +10n; n– จำนวนช่วง “สิบองศา” ( n =(ที 2 –ที 1)/10) ซึ่งอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไป (อาจเป็นจำนวนเต็มหรือเศษส่วนก็ได้ บวกหรือลบก็ได้)

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างที่ 1อัตราการเกิดปฏิกิริยา 2CO + O 2 = 2CO 2 ที่เกิดขึ้นในภาชนะปิดจะเปลี่ยนแปลงอย่างไรหากความดันเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า

สารละลาย:

อัตราของปฏิกิริยาเคมีนี้ถูกกำหนดโดยนิพจน์:

υ เริ่มต้น = เค· [CO] 2 · [O 2 ].

ความดันที่เพิ่มขึ้นทำให้ความเข้มข้นของรีเอเจนต์ทั้งสองเพิ่มขึ้น 2 เท่า เมื่อคำนึงถึงสิ่งนี้ เราจึงเขียนการแสดงออกของกฎแห่งการกระทำโดยรวมใหม่:

υ 1 = เค· 2 · = เค·2 2 [คาร์บอนไดออกไซด์] 2 ·2[O 2 ] = 8 เค·[CO] 2 ·[O 2 ] = 8 υ จุดเริ่มต้น

คำตอบ:ความเร็วปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น 8 เท่า

ตัวอย่างที่ 2คำนวณว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นกี่ครั้งหากอุณหภูมิของระบบเพิ่มขึ้นจาก 20 °C เป็น 100 °C โดยนำค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเท่ากับ 3

สารละลาย:

อัตราส่วนของอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่อุณหภูมิต่างกันสองอุณหภูมิสัมพันธ์กับค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิตามสูตร:

การคำนวณ:

คำตอบ:ความเร็วของปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น 6561 เท่า

ตัวอย่างที่ 3เมื่อศึกษาปฏิกิริยาเอกพันธ์ A + 2B = 3D พบว่าในช่วง 8 นาทีของปฏิกิริยา ปริมาณสาร A ในเครื่องปฏิกรณ์ลดลงจาก 5.6 โมลเป็น 4.4 โมล ปริมาตรของมวลปฏิกิริยาคือ 56 ลิตร คำนวณอัตราเฉลี่ยของปฏิกิริยาเคมีในช่วงเวลาที่ศึกษาสำหรับสาร A, B และ D

สารละลาย:

เราใช้สูตรตามคำจำกัดความของแนวคิด "อัตราเฉลี่ยของปฏิกิริยาเคมี" และแทนที่ค่าตัวเลขเพื่อให้ได้อัตราเฉลี่ยสำหรับรีเอเจนต์ A:

จากสมการปฏิกิริยาพบว่าเมื่อเปรียบเทียบกับอัตราการสูญเสียสาร A อัตราการสูญเสียสาร B จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า และอัตราการเพิ่มขึ้นของปริมาณผลิตภัณฑ์ D จะเพิ่มขึ้นสามเท่า เพราะฉะนั้น:

υ (ก) = ½ υ (B) =⅓ υ (ง)

แล้ว υ (ข) = 2 υ (A) = 2 2.68 10 –3 = 6.36 10 –3 โมล ลิตร –1 นาที –1 ;

υ (ง) = 3 υ (A) = 3 2.68 10 –3 = 8.04 10 –3 โมล ลิตร –1 นาที –1

คำตอบ: คุณ(A) =2.68·10 –3 โมล·l–1 ·นาที–1; υ (B) = 6.36·10–3 โมล·ลิตร–1 นาที–1; υ (D) = 8.04·10–3 โมล·ลิตร–1 นาที–1

ตัวอย่างที่ 4เพื่อกำหนดค่าคงที่อัตราของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา A + 2B → ที่เป็นเนื้อเดียวกัน ได้ทำการทดลองสองครั้งที่ความเข้มข้นต่างกันของสาร B และวัดอัตราการเกิดปฏิกิริยา

ปฏิกิริยาความเร็วถูกกำหนดโดยการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของโมลของสารตั้งต้นตัวใดตัวหนึ่ง:

V = ± ((C 2 - C 1) / (t 2 - เสื้อ 1)) = ± (DC / Dt)

โดยที่ C 1 และ C 2 คือความเข้มข้นของโมลาร์ของสาร ณ เวลา t 1 และ t 2 ตามลำดับ (เครื่องหมาย (+) - หากอัตราถูกกำหนดโดยผลคูณของปฏิกิริยา เครื่องหมาย (-) - โดยสารเริ่มต้น)

ปฏิกิริยาเกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลของสารที่ทำปฏิกิริยาชนกัน ความเร็วของมันถูกกำหนดโดยจำนวนการชนและความน่าจะเป็นที่จะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลง จำนวนครั้งที่ชนกันจะพิจารณาจากความเข้มข้นของสารที่ทำปฏิกิริยา และความน่าจะเป็นของการเกิดปฏิกิริยาจะพิจารณาจากพลังงานของโมเลกุลที่ชนกัน
ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี
1. ลักษณะของสารที่ทำปฏิกิริยา ตัวละครมีบทบาทสำคัญ พันธะเคมีและโครงสร้างของโมเลกุลรีเอเจนต์ ปฏิกิริยาดำเนินไปในทิศทางของการทำลายพันธะที่แข็งแกร่งน้อยกว่าและการก่อตัวของสารที่มีพันธะที่แข็งแกร่งกว่า ดังนั้นการทำลายพันธะในโมเลกุล H 2 และ N 2 จึงต้องใช้พลังงานสูง โมเลกุลดังกล่าวมีปฏิกิริยาเล็กน้อย การทำลายพันธะในโมเลกุลที่มีขั้วสูง (HCl, H 2 O) ต้องใช้พลังงานน้อยลง และอัตราการเกิดปฏิกิริยาก็สูงกว่ามาก ปฏิกิริยาระหว่างไอออนในสารละลายอิเล็กโทรไลต์เกิดขึ้นเกือบจะในทันที
ตัวอย่าง
ฟลูออรีนทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนอย่างระเบิดได้ที่ อุณหภูมิห้องโบรมีนจะทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนอย่างช้าๆ และเมื่อถูกความร้อน
แคลเซียมออกไซด์ทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างรุนแรงและปล่อยความร้อนออกมา คอปเปอร์ออกไซด์ - ไม่ทำปฏิกิริยา

2. ความเข้มข้น เมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้น (จำนวนอนุภาคต่อหน่วยปริมาตร) การชนกันของโมเลกุลของสารที่ทำปฏิกิริยาเกิดขึ้นบ่อยขึ้น - อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น
กฎแห่งการกระทำโดยรวม (K. Guldberg, P. Waage, 1867)
อัตราของปฏิกิริยาเคมีเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของความเข้มข้นของสารตั้งต้น

เอเอ+บีบี+ . . . ® . . .

• [ก] ก [ข] ข . . .

ค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยา k ขึ้นอยู่กับลักษณะของสารตั้งต้น อุณหภูมิ และตัวเร่งปฏิกิริยา แต่ไม่ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารตั้งต้น
ความหมายทางกายภาพของอัตราคงที่คือ เท่ากับอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ความเข้มข้นต่อหน่วยของสารตั้งต้น
สำหรับปฏิกิริยาที่ต่างกัน ความเข้มข้นของเฟสของแข็งจะไม่รวมอยู่ในการแสดงออกของอัตราการเกิดปฏิกิริยา

3. อุณหภูมิ สำหรับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 10°C อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น 2-4 เท่า (กฎของแวนต์ ฮอฟฟ์) เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นจาก t 1 เป็น t 2 การเปลี่ยนแปลงของอัตราการเกิดปฏิกิริยาสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร:

(โดยที่ Vt 2 และ Vt 1 คืออัตราการเกิดปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ t 2 และ t 1 ตามลำดับ g คือค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของปฏิกิริยานี้)
กฎของ Van't Hoff ใช้ได้เฉพาะในช่วงอุณหภูมิที่แคบเท่านั้น แม่นยำยิ่งขึ้นคือสมการของ Arrhenius:

• อี -เอ/RT

ที่ไหน
A เป็นค่าคงที่ขึ้นอยู่กับลักษณะของสารตั้งต้น
R คือค่าคงที่ของก๊าซสากล

Ea คือพลังงานกระตุ้นเช่น พลังงานที่โมเลกุลที่ชนกันต้องมีเพื่อให้การชนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี
แผนภาพพลังงานของปฏิกิริยาเคมี

A - รีเอเจนต์, B - คอมเพล็กซ์ที่เปิดใช้งาน (สถานะการเปลี่ยนผ่าน), C - ผลิตภัณฑ์
ยิ่งพลังงานกระตุ้น Ea สูง อัตราการเกิดปฏิกิริยาก็จะยิ่งเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น

4. พื้นผิวสัมผัสของสารที่ทำปฏิกิริยา สำหรับระบบที่ต่างกัน (เมื่อสารต่างกัน สถานะของการรวมตัว), ยังไง พื้นผิวมากขึ้นเมื่อสัมผัสกันก็จะเกิดปฏิกิริยาเร็วขึ้น พื้นที่ผิวของของแข็งสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการบดและสำหรับสารที่ละลายได้โดยการละลาย

5. การเร่งปฏิกิริยา สารที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาและเพิ่มความเร็วของสารซึ่งยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยาเรียกว่าตัวเร่งปฏิกิริยา กลไกการออกฤทธิ์ของตัวเร่งปฏิกิริยาสัมพันธ์กับการลดลงของพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาเนื่องจากการก่อตัวของสารประกอบระดับกลาง ที่ การเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันรีเอเจนต์และตัวเร่งปฏิกิริยาประกอบด้วยเฟสเดียว (อยู่ในสถานะการรวมตัวเดียวกัน) โดยมี การเร่งปฏิกิริยาต่างกัน - ขั้นตอนที่แตกต่างกัน(อยู่ในสถานะการรวมกลุ่มที่แตกต่างกัน) ชะลอความก้าวหน้าของสิ่งที่ไม่ต้องการลงอย่างมาก กระบวนการทางเคมีในบางกรณีอาจเติมสารยับยั้งลงในตัวกลางปฏิกิริยาได้ (ปรากฏการณ์ " การเร่งปฏิกิริยาเชิงลบ").

จลนศาสตร์– ศาสตร์แห่งอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี– จำนวนการกระทำเบื้องต้นของอันตรกิริยาทางเคมีที่เกิดขึ้นต่อหน่วยเวลาต่อหน่วยปริมาตร (เนื้อเดียวกัน) หรือต่อหน่วยพื้นผิว (ต่างกัน)

ความเร็วปฏิกิริยาที่แท้จริง:

สำหรับปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกัน:

1) ความเข้มข้นของสารที่ทำปฏิกิริยา

2) อุณหภูมิ;

3) ตัวเร่งปฏิกิริยา;

4) สารยับยั้ง

สำหรับความหลากหลายเท่านั้น:

1) อัตราการจัดหาสารที่ทำปฏิกิริยาไปยังส่วนต่อประสานเฟส

2) พื้นที่ผิว

ปัจจัยหลักคือธรรมชาติของสารตั้งต้น - ธรรมชาติของพันธะระหว่างอะตอมในโมเลกุลของสารตั้งต้น

NO 2 – ไนโตรเจนออกไซด์ (IV) – หางจิ้งจอก, CO – คาร์บอนมอนอกไซด์, คาร์บอนมอนอกไซด์.

หากพวกมันถูกออกซิไดซ์ด้วยออกซิเจน ในกรณีแรกปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นทันทีทันทีที่คุณเปิดฝาถัง ในกรณีที่สองปฏิกิริยาจะขยายออกไปเมื่อเวลาผ่านไป

ความเข้มข้นของสารตั้งต้นจะกล่าวถึงด้านล่าง

สีเหลือบสีน้ำเงินบ่งบอกถึงช่วงเวลาของการตกตะกอนของกำมะถัน ยิ่งความเข้มข้นสูง ความเร็วก็จะยิ่งสูงขึ้น

ข้าว. 10

ยิ่งความเข้มข้นของ Na 2 S 2 O 3 สูงเท่าไร เวลาในการทำปฏิกิริยาก็จะน้อยลงเท่านั้น กราฟ (รูปที่ 10) แสดงโดยตรง การพึ่งพาอาศัยกันตามสัดส่วน. การพึ่งพาเชิงปริมาณของอัตราการเกิดปฏิกิริยากับความเข้มข้นของสารที่ทำปฏิกิริยาแสดงโดย LMA (กฎการออกฤทธิ์ของมวล) ซึ่งระบุว่า: อัตราของปฏิกิริยาเคมีเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของความเข้มข้นของสารที่ทำปฏิกิริยา

ดังนั้น, กฎพื้นฐานของจลนศาสตร์เป็นกฎที่กำหนดขึ้นโดยเชิงประจักษ์: อัตราของปฏิกิริยาจะแปรผันตามความเข้มข้นของสารทำปฏิกิริยา ตัวอย่าง: (เช่น สำหรับปฏิกิริยา)

สำหรับปฏิกิริยานี้ H 2 + J 2 = 2HJ – อัตราสามารถแสดงในรูปของการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารใด ๆ หากปฏิกิริยาเกิดขึ้นจากซ้ายไปขวา ความเข้มข้นของ H 2 และ J 2 จะลดลง และความเข้มข้นของ HJ จะเพิ่มขึ้นเมื่อปฏิกิริยาดำเนินไป สำหรับอัตราการเกิดปฏิกิริยาทันที เราสามารถเขียนนิพจน์ได้:

วงเล็บเหลี่ยมบ่งบอกถึงความเข้มข้น

ความหมายทางกายภาพ เค-โมเลกุลมีการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง ชนกัน หลุดออกจากกัน และชนเข้ากับผนังของภาชนะ เพื่อให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดเป็น HJ โมเลกุล H2 และ J2 จะต้องชนกัน จำนวนการชนดังกล่าวจะมากขึ้น ยิ่งโมเลกุลของ H 2 และ J 2 มีอยู่ในปริมาตรมากขึ้นเท่านั้น เช่น ยิ่งค่า [H 2 ] และ . แต่โมเลกุลเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่างกัน และพลังงานจลน์รวมของโมเลกุลทั้งสองที่ชนกันจะแตกต่างกัน หากโมเลกุลที่เร็วที่สุด H 2 และ J 2 ชนกัน พลังงานของพวกมันอาจสูงมากจนโมเลกุลแตกออกเป็นอะตอมของไอโอดีนและไฮโดรเจน ซึ่งแยกออกจากกันแล้วทำปฏิกิริยากับโมเลกุลอื่น H 2 + J 2 > 2H+2J จากนั้น H + J 2 > HJ + J หากพลังงานของโมเลกุลที่ชนกันน้อยลง แต่สูงพอที่จะทำให้พันธะ H - H และ J - J อ่อนลง ปฏิกิริยาการก่อตัวของไฮโดรเจนไอโอไดด์จะเกิดขึ้น:

สำหรับโมเลกุลที่ชนกันส่วนใหญ่ พลังงานจะน้อยกว่าที่จำเป็นเพื่อทำให้พันธะใน H 2 และ J 2 อ่อนลง โมเลกุลดังกล่าวจะชนกัน "อย่างเงียบ ๆ" และกระจายตัว "อย่างเงียบ ๆ" โดยคงไว้ซึ่งความเป็นอยู่ H 2 และ J 2 ดังนั้น ไม่ใช่ทั้งหมด แต่เพียงส่วนหนึ่งของการชนเท่านั้นที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมี ค่าสัมประสิทธิ์สัดส่วน (k) แสดงจำนวนการชนที่มีประสิทธิภาพซึ่งนำไปสู่ปฏิกิริยาการชนที่ความเข้มข้น [H 2 ] = 1 โมล ขนาด เค-ความเร็วคงที่. ความเร็วจะคงที่ได้อย่างไร? ใช่ครับ ความเร็วสม่ำเสมอ การเคลื่อนไหวเป็นเส้นตรงเรียกว่าปริมาณเวกเตอร์คงที่ เท่ากับอัตราส่วนการเคลื่อนที่ของวัตถุในช่วงเวลาใดๆ ต่อค่าของช่วงเวลานี้ แต่โมเลกุลเคลื่อนที่อย่างโกลาหล แล้วความเร็วจะคงที่ได้อย่างไร? แต่ความเร็วคงที่จะอยู่ที่อุณหภูมิคงที่เท่านั้น เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น สัดส่วนของโมเลกุลที่เร็วซึ่งการชนกันทำให้เกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น กล่าวคือ อัตราคงที่จะเพิ่มขึ้น แต่การเพิ่มขึ้นของอัตราคงที่นั้นไม่จำกัด ที่อุณหภูมิหนึ่ง พลังงานของโมเลกุลจะมีมากจนการชนกันของสารตั้งต้นเกือบทั้งหมดจะมีประสิทธิผล เมื่อโมเลกุลเร็วสองโมเลกุลชนกัน จะเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับ

จะมีช่วงเวลาที่อัตราการก่อตัวของ 2HJ จาก H 2 และ J 2 และการสลายตัวจะเท่ากัน แต่นี่เป็นสมดุลทางเคมีอยู่แล้ว การขึ้นอยู่กับอัตราการเกิดปฏิกิริยากับความเข้มข้นของสารตั้งต้นสามารถตรวจสอบได้โดยใช้ปฏิกิริยาแบบดั้งเดิมของอันตรกิริยาของสารละลายโซเดียมไธโอซัลเฟตกับสารละลายกรดซัลฟิวริก

นา 2 ส 2 โอ 3 + เอช 2 เอส 4 = นา 2 เอส 4 + เอช 2 ส 2 โอ 3, (1)

H 2 S 2 O 3 = Sv+H 2 O+SO 2 ^. (2)

ปฏิกิริยา (1) เกิดขึ้นเกือบจะในทันที อัตราการเกิดปฏิกิริยา (2) ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิคงที่กับความเข้มข้นของสารตั้งต้น H 2 S 2 O 3 นี่เป็นปฏิกิริยาที่เราสังเกตเห็นอย่างแน่นอน - ในกรณีนี้ ความเร็วจะวัดตามเวลาตั้งแต่เริ่มต้นของสารละลายที่จะผสานจนกระทั่งปรากฏเป็นสีเหลือบ ในบทความ แอล. เอ็ม. คุซเนตโซวา อธิบายปฏิกิริยาของโซเดียมไธโอซัลเฟตด้วย กรดไฮโดรคลอริก. เธอเขียนว่าเมื่อสารละลายถูกระบายออกไป จะเกิดสีเหลือบ (ความขุ่น) แต่คำกล่าวของ L.M. Kuznetsova นี้ผิดพลาดเนื่องจากสีเหลือบและความขุ่นเป็นสองสิ่งที่แตกต่างกัน Opalescence (จากโอปอลและละติน เอสเซนเทีย– คำต่อท้ายหมายถึงผลอ่อน) – การกระเจิงของแสงโดยตัวกลางขุ่นเนื่องจากความไม่เป็นเนื้อเดียวกันทางแสง การกระเจิงของแสง– การเบี่ยงเบนของรังสีแสงที่แพร่กระจายในตัวกลางในทุกทิศทางจากทิศทางเดิม อนุภาคคอลลอยด์สามารถกระเจิงแสงได้ (เอฟเฟกต์ทินดอลล์-ฟาราเดย์) ซึ่งอธิบายถึงความเหลือบของแสง ซึ่งเป็นความขุ่นเล็กน้อยของสารละลายคอลลอยด์ เมื่อทำการทดลองนี้จำเป็นต้องคำนึงถึงความเหลือบสีน้ำเงินและการแข็งตัวของสารแขวนลอยคอลลอยด์ของกำมะถัน ความหนาแน่นที่เท่ากันของสารแขวนลอยนั้นสังเกตได้จากการหายไปของรูปแบบใดๆ ที่มองเห็นได้ (เช่น ตารางที่ด้านล่างของถ้วย) ที่สังเกตจากด้านบนผ่านชั้นของสารละลาย นับเวลาโดยใช้นาฬิกาจับเวลานับจากช่วงเวลาที่ระบายน้ำออก

คำตอบของ Na 2 S 2 O 3 x 5H 2 O และ H 2 SO 4

วิธีแรกเตรียมโดยการละลายเกลือ 7.5 กรัมใน H 2 O 100 มล. ซึ่งสอดคล้องกับความเข้มข้น 0.3 M ในการเตรียมสารละลายของ H 2 SO 4 ที่มีความเข้มข้นเท่ากันคุณต้องวัด H 2 SO 4 (k) 1.8 มล. ? = = 1.84 กรัม/ซม. 3 แล้วละลายใน H 2 O 120 มล. เทสารละลาย Na 2 S 2 O 3 ที่เตรียมไว้ลงในแก้วสามใบ: แก้วแรก 60 มล. แก้วที่สอง 30 มล. แก้วที่สาม 10 มล. เติม H 2 O กลั่น 30 มล. ลงในแก้วที่สอง และ 50 มล. ลงในแก้วที่สาม ดังนั้นในทั้งสามแก้วจะมีของเหลว 60 มล. แต่ในตอนแรกความเข้มข้นของเกลือจะมีเงื่อนไข = 1 ในแก้วที่สอง – ½และในแก้วที่สาม – 1/6 หลังจากเตรียมสารละลายแล้ว ให้เทสารละลาย H 2 SO 4 60 มล. ลงในแก้วแรกด้วยสารละลายเกลือแล้วเปิดนาฬิกาจับเวลา ฯลฯ โดยพิจารณาว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาลดลงเมื่อเจือจางสารละลาย Na 2 S 2 O 3 สามารถกำหนดได้ว่าเป็นปริมาณที่แปรผกผันกับเวลา วี = 1/? และสร้างกราฟ วาดจุดความเข้มข้นบนแกนแอบซิสซา และอัตราการเกิดปฏิกิริยาบนแกนพิกัด สรุปได้ว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสาร ข้อมูลที่ได้รับแสดงอยู่ในตารางที่ 3 การทดลองนี้สามารถทำได้โดยใช้บิวเรตต์ แต่นักแสดงต้องอาศัยการฝึกฝนอย่างมาก เนื่องจากกราฟอาจไม่ถูกต้อง

ตารางที่ 3

ความเร็วและเวลาตอบสนอง

กฎหมาย Guldberg-Waage ได้รับการยืนยันแล้ว - ศาสตราจารย์วิชาเคมี Gulderg และ Waage นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์)

พิจารณาปัจจัยต่อไป - อุณหภูมิ

เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่จะเพิ่มขึ้น การพึ่งพาอาศัยกันนี้อธิบายไว้ในกฎของแวนต์ ฮอฟฟ์: “ทุกๆ 10 °C ของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีจะเพิ่มขึ้น 2 ถึง 4 เท่า”

ที่ไหน ? – ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิแสดงจำนวนครั้งที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10 °C

โวลต์ 1 – อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ เสื้อ 1 ;

วี 2 –อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ ที2.

ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 50 °C จะใช้เวลาสองนาที กระบวนการจะใช้เวลานานเท่าใดจึงจะเสร็จสมบูรณ์ที่อุณหภูมิ 70 °C หากค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ ? = 2?

เสื้อ 1 = 120 วินาที = 2 นาที; เสื้อ 1 = 50 °ซ; เสื้อ 2 = 70 องศาเซลเซียส

แม้แต่อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยก็เป็นสาเหตุ เพิ่มขึ้นอย่างมากอัตราการเกิดปฏิกิริยาของการชนกันของโมเลกุล ตามทฤษฎีการกระตุ้น เฉพาะโมเลกุลที่มีพลังงานมากกว่าพลังงานเฉลี่ยของโมเลกุลตามจำนวนที่กำหนดเท่านั้นที่เข้าร่วมในกระบวนการนี้ พลังงานส่วนเกินนี้คือพลังงานกระตุ้น ความหมายทางกายภาพของมันคือพลังงานที่จำเป็นสำหรับการชนกันของโมเลกุล (การจัดเรียงออร์บิทัลใหม่) จำนวนอนุภาคออกฤทธิ์และอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิตามกฎเลขชี้กำลังตามสมการอาร์เรเนียส ซึ่งสะท้อนถึงการขึ้นต่อกันของอัตราคงที่ต่ออุณหภูมิ

ที่ไหน เอ -สัมประสิทธิ์สัดส่วนอาร์เรเนียส

เค-ค่าคงที่ของ Boltzmann;

อี เอ –พลังงานกระตุ้น;

ร –ค่าคงที่ของแก๊ส

ที-อุณหภูมิ.

ตัวเร่งปฏิกิริยาคือสารที่เร่งอัตราการเกิดปฏิกิริยาโดยไม่ถูกบริโภค

การเร่งปฏิกิริยา– ปรากฏการณ์การเปลี่ยนแปลงอัตราการเกิดปฏิกิริยาเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา มีการเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกัน เป็นเนื้อเดียวกัน– หากรีเอเจนต์และตัวเร่งปฏิกิริยาอยู่ในสถานะการรวมกลุ่มเดียวกัน ต่างกัน– หากรีเอเจนต์และตัวเร่งปฏิกิริยาอยู่ในสถานะการรวมกลุ่มต่างกัน เกี่ยวกับการเร่งปฏิกิริยา ดูแยกกัน (เพิ่มเติม)

สารยับยั้ง– สารที่ทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาช้าลง

ปัจจัยต่อไปคือพื้นที่ผิว ยิ่งพื้นที่ผิวของตัวทำปฏิกิริยามีขนาดใหญ่เท่าใด ความเร็วก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ให้เราพิจารณาผลของระดับการกระจายตัวต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาโดยใช้ตัวอย่าง

CaCO 3 – หินอ่อน จุ่มหินอ่อนที่ปูกระเบื้องลงในกรดไฮโดรคลอริก HCl รอห้านาที หินอ่อนจะละลายหมด

ผงหินอ่อน - เราจะทำขั้นตอนเดียวกันกับมัน มันจะละลายในสามสิบวินาที

สมการของทั้งสองกระบวนการจะเหมือนกัน

CaCO 3 (s) + HCl (g) = CaCl 2 (s) + H 2 O (l) + CO 2 (g) ^.

ดังนั้นเมื่อเติมหินอ่อนแบบผง เวลาจะน้อยกว่าการเติมหินอ่อนแบบแผ่นด้วยมวลเท่ากัน

เมื่อพื้นผิวส่วนต่อประสานเพิ่มขึ้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาต่างกันจะเพิ่มขึ้น

ในชีวิตเราต้องเผชิญกับปฏิกิริยาเคมีที่แตกต่างกัน บางส่วนเช่นเดียวกับการเกิดสนิมของเหล็กสามารถคงอยู่ได้นานหลายปี ส่วนอย่างอื่นเช่นการหมักน้ำตาลให้เป็นแอลกอฮอล์ต้องใช้เวลาหลายสัปดาห์ ฟืนในเตาเผาไหม้ภายในสองสามชั่วโมง และน้ำมันเบนซินในเครื่องยนต์เผาไหม้ในเสี้ยววินาที

เพื่อลดต้นทุนอุปกรณ์ โรงงานเคมีจึงเพิ่มความเร็วของปฏิกิริยา และกระบวนการบางอย่าง เช่น เกิดความเสียหาย ผลิตภัณฑ์อาหาร,การกัดกร่อนของโลหะ-จำเป็นต้องชะลอความเร็วลง

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีสามารถแสดงเป็น การเปลี่ยนแปลงปริมาณของสสาร (n, โมดูโล) ต่อหน่วยเวลา (t) - เปรียบเทียบความเร็วของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ในวิชาฟิสิกส์กับการเปลี่ยนแปลงพิกัดต่อหน่วยเวลา: υ = Δx/Δt เพื่อให้ความเร็วไม่ขึ้นอยู่กับปริมาตรของภาชนะที่เกิดปฏิกิริยาเราจึงแบ่งการแสดงออกตามปริมาตรของสารที่ทำปฏิกิริยา (v) เช่น เราได้รับการเปลี่ยนแปลงปริมาณของสารต่อหน่วยเวลาต่อหน่วยปริมาตร หรือ การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารชนิดใดชนิดหนึ่งต่อหน่วยเวลา:

โดยที่ c = n / v คือความเข้มข้นของสาร

Δ (อ่านว่า “เดลต้า”) เป็นชื่อที่ยอมรับโดยทั่วไปสำหรับการเปลี่ยนแปลงค่า

หากสารมีค่าสัมประสิทธิ์ต่างกันในสมการ อัตราการเกิดปฏิกิริยาของสารแต่ละตัวที่คำนวณโดยใช้สูตรนี้จะแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ 2 โมลทำปฏิกิริยาอย่างสมบูรณ์กับออกซิเจน 1 โมลใน 10 วินาทีใน 1 ลิตร:

2SO2 + O2 = 2SO3

อัตราออกซิเจนจะเป็น: υ = 1: (10 1) = 0.1 โมล/ลิตร วินาที

ความเร็วของซัลเฟอร์ไดออกไซด์: υ = 2: (10 1) = 0.2 โมล/ลิตร วินาที- ไม่จำเป็นต้องท่องจำและพูดในระหว่างการสอบโดยมีตัวอย่างให้เพื่อไม่ให้สับสนหากมีคำถามนี้เกิดขึ้น

อัตราของปฏิกิริยาที่ต่างกัน (รวมถึงของแข็ง) มักแสดงต่อหน่วยพื้นที่ของพื้นผิวสัมผัส:

ปฏิกิริยาจะเรียกว่าต่างกันเมื่อสารตั้งต้นอยู่ในระยะที่ต่างกัน:

• ของแข็งที่มีของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซอีกชนิดหนึ่ง
• ของเหลวที่ละลายไม่ได้สองชนิด
• ของเหลวกับแก๊ส

ปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันเกิดขึ้นระหว่างสารต่างๆ ในเฟสเดียว:

• ระหว่างของเหลวที่ผสมกันอย่างดี
• ก๊าซ
• สารในสารละลาย

สภาวะที่ส่งผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

1) ความเร็วของปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับ ลักษณะของสารตั้งต้น. พูดง่ายๆ ก็คือ สารต่างๆ จะทำปฏิกิริยากับ ด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน. ตัวอย่างเช่น สังกะสีทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับกรดไฮโดรคลอริก ในขณะที่เหล็กทำปฏิกิริยาค่อนข้างช้า

2) ยิ่งความเร็วในการตอบสนองสูงเท่าไรก็ยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น ความเข้มข้นสาร สังกะสีจะทำปฏิกิริยากับกรดเจือจางสูงนานกว่ามาก

3) ความเร็วของปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเพิ่มขึ้น อุณหภูมิ. ตัวอย่างเช่นเพื่อให้เชื้อเพลิงเผาไหม้จำเป็นต้องจุดไฟนั่นคือเพิ่มอุณหภูมิ สำหรับปฏิกิริยาหลายอย่าง อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 10°C มาพร้อมกับอัตราการเพิ่มขึ้น 2–4 เท่า

4) ความเร็ว ต่างกันปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้น พื้นผิวของสารที่ทำปฏิกิริยา. ของแข็งมักถูกบดเพื่อจุดประสงค์นี้ ตัวอย่างเช่น เพื่อให้เหล็กและผงซัลเฟอร์ทำปฏิกิริยาเมื่อถูกความร้อน เหล็กจะต้องอยู่ในรูปของขี้เลื่อยเนื้อละเอียด

โปรดทราบว่าในกรณีนี้คือสูตร (1) โดยนัย! สูตร (2) แสดงความเร็วต่อหน่วยพื้นที่ จึงไม่สามารถขึ้นอยู่กับพื้นที่ได้

5) อัตราการเกิดปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของตัวเร่งปฏิกิริยาหรือสารยับยั้ง

ตัวเร่งปฏิกิริยา- สารที่เร่งปฏิกิริยาเคมีแต่ไม่ถูกบริโภค ตัวอย่างคือการสลายตัวอย่างรวดเร็วของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ด้วยการเติมตัวเร่งปฏิกิริยา - แมงกานีส (IV) ออกไซด์:

2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2

แมงกานีส (IV) ออกไซด์ยังคงอยู่ที่ด้านล่างและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้

สารยับยั้ง- สารที่ทำให้ปฏิกิริยาช้าลง ตัวอย่างเช่น มีการเติมสารยับยั้งการกัดกร่อนลงในระบบทำน้ำร้อนเพื่อยืดอายุของท่อและแบตเตอรี่ ในรถยนต์ สารยับยั้งการกัดกร่อนจะถูกเติมลงในน้ำมันเบรกและน้ำหล่อเย็น

ตัวอย่างเพิ่มเติมบางส่วน