§2 Факторы влияющие на скорость химической реакции

§1 Скорость химической реакции тут — https://vk.com/@chemistrynaeasy-skorost-him-reakcii

§3 Лимитирующая стадия, молекулярность и порядок реакции: https://vk.com/@chemistrynaeasy-3-molekulyarnost-i-poryadok-reakcii

Прямой эфир по 20 типу заданий ЕГЭ «Скорость реакции, её зависимость от различных факторов». Чисто практика. Рекомендуется к просмотру после прочтения первых двух параграфов: https://vk.com/video-173827312_456239122

Так, придадим скорости хим. реакции образ. Чисто по приколу, чтобы воспринималось как-то наглядней.

Пущай это будет стикер от «Прометея»

Так вот. На нас людей влияет множества факторов в человеческом мире. Такие же дела обстоят в химической тусовке. Итак, что влияет на скорость химической реакции, го…

Вообще этот списочек факторов шире, но нам хватит))

Поговорим/порассуждаем о каждом

Температура

Ну прям как твоя попа горит перед очередным дедлайном, скорость действий от такого накала температуры сразу повышается😏

У молекул это штука работает следующим образом. При повышении температуры средняя скорость молекул, число столкновений увеличиваются не сильно, но резко повышается доля активных молекул, участвующих в эффективных соударениях, преодолевающих энергетический барьер реакции.

Про теорию активных соударений можно загуглить, но если вкратце, то к реакции приводят лишь эффективные соударения, т.е. такие при которых разрушаются или ослабляются «старые связи» и поэтому могут образоваться «новые». Для этого частицы в момент столкновения должны обладать некоторым минимальным избытком энергии, называемым энергией активации (Еа). Если что, вот статья про Ea.

Голландский химик Я. Вант-Гофф ещё в XIX в. опытным путем обнаружил, что

Повышение температуры на каждые 10°С приводит к увеличению скорости реакции в 2–4 раза (эту величину называют температурным коэффициентом реакции).

Математически это выглядит так:

Фактор температуры действует одинаково как на скорость реакции v, так и на константу скорости k — обе эти величины быстро возрастают с повышением температуры.

Поэтому теперь, рассмотрим влияние температуры именно на константу скорости реакции (в §1 про неё есть вся инфа).

В этом случае правило Вант-Гоффа примет вид:

Но! Правило Вант-Гоффа применимо только в узком интервале температур. Более точным является уравнение Аррениуса:

Давайте хоть на практике формулки применим))

Задача

Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при повышении температуры на 40 градусов, если температурный коэффициент равен 3?

Пользоваться конечно будем вот этим уравнением:

Дано:

t2 - t1, т.е. Δt = 40°С

Я в §1 про дельту (Δ) объясняла.

t2 — конечная температура

t1 — начальная

Δt = t2 - t1. Ну например, начальная температура (t1) была 20°С, а конечная (t2) 60°С. Вот и получилось, что Δt = 40°С, т.е. скорость реакции походу дела возросла на 40°С.

γ (температурный коэффициент) = 3

Найти: υt2

Решение:

Тут всё по формулке, прям на изи.

Ответ: в 81 раз

↓ А эту задачку решите самостоятельно ↓

Реакция при температуре 30°С протекает за 2 мин. За сколько времени закончится эта реакция при температуре 60°С, если в данном температурном интервале температурный коэффициент скорости реакции равен 2?

Подсказка — пользуйся той же формулой, что мы использовали в задачи выше.

Решили? Можно себя проверить: https://drive.google.com/file/d/11haslp3tKyvt8XyPHDdKtaE97NkgI1P3/view?usp=sharing

Божечки, это только температуру разобрали, го дальше уже

Концентрация реагирующих веществ

Вообще мы в §1 нормально так уже поговорили про этот фактор, когда шёл разговор про кинетические уравнения.

Помните вот это?

При постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению молярных концентраций реагентов — закон действующих масс Гульдберга и Вааге

Тут то добавить уже и нечего особо, всё было в §1

Ан нет, вот вам плюшечка наглядная. Я как-то уже публиковала этот пост в паблике. В общем, ловите видео которое заставит вас понимать зависимость скорости реакции от концентрации реагентов. Это мой 1 курс универа, общую и неорганическую химию у нас преподавал Хохряков К.А. Сказать, что нашему потоку повезло, ничего не сказать ♡‿♡

Действие катализаторов

Катализаторы (kat) — вещества, участвующие в химической реакции и изменяющие её скорость или направление, но по окончании реакции остающиеся неизменными количественно и качественно

И сразу. Ингибиторы — вещества, замедляющие химические реакции.

Изменение скорости химической реакции или её направления с помощью катализатора называют катализом.

Бывает

Гомогенный катализ, при котором и катализатор, и реагирующие вещества находятся в одном агрегатном состоянии (фазе).

Гетерогенный катализ, при котором катализатор и реагирующие вещества находятся в разных фазах.

Короч, катализаторы увеличивают скорость химической реакции.

Пример

Например, вспомним реакцию Кучерова из органики. Она ведь Кучерова называется потому что он придумал катализатор для реакции гидратации ацетилена, благодаря чему она разрослась до промышленных масштабов.

До Кучерова — реакции проходила очень медленно и носила чисто теоретический характер.

После того как Кучеров применил kat (соли ртути (II)) — реакция стала проходить на вжух, благодаря чему пошла в основу промышленного получения уксусного альдегида.

Природа реагирующих веществ (их состав, строение)

Тут чисто по факту, как природа сказала.

Разные вещества реагируют с разной скоростью. Например, цинк бурно реагирует с соляной кислотой, а железо довольно медленно. Галогены реагируют с водородом с различной скоростью, например хлор быстрее йода. И таких примеров уйма.

Ну вот просто — природой так заложено, пук. Мы можем наблюдать и делать выводы))

Поверхность соприкосновения реагирующих веществ

Этот фактор только для гетерогенных реакций (кто такие гомо- и гетерогенные реакции было в §1). Кстати, перечисленные выше 4 фактора имеют отношение главным образом к гомогенным реакциям.

Тут всё просто. Давай сначала на примере картофана. Что быстрей на сковородке прожариться — целый картафан или тот же картафан, только нарезанный?

Ну конечно, ответ очевиден

Т.е. от степени измельчения веществ, полноты смешивания реагентов, зависит скорость реакции. Измельчение твёрдого вещества позволяет увеличить площадь поверхности соприкосновения реагентов, а значит и ускорить протекание процесса.

Ещё пример — горение древесины. Целое полено горит на воздухе сравнительно медленно. Если увеличить поверхность соприкосновения дерева с воздухом, расколов полено на щепки, скорость горения увеличится.

Ну и бонусом про фактор давления: