Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ. Министерство образования и науки Российской Федерации

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«МАТИ - Российский государственный технологический

университет имени К.Э. Циолковского»

Кафедра “Экономика и управление ”

ХИМИЧЕСКая КИНЕТИКа и РАВНОВЕСИя

Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Концепции современного естествознания»

СОСТАВИТЕЛИ:

Белова С.Б.

Белова А.С.

МОСКВА 2011

Химическая кинетика и равновесия: Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Концепции современного естествознания» / сост. С.Б. Белова, А.С. Белова ─ М.: МАТИ, 2011 ─ 20 с.

© Белова С.Б.,

Белова А.С.

составление, 2011

© МАТИ, 2011

ВВЕДЕНИЕ

Одной из концептуальных систем химии как науки о веществе является учение о химическом процессе. В основе этого учения лежат представления:

1) химической кинетики

2) химической термодинамики.

В рамках учения о химическом процессе исследуются внутренние механизмы и условия протекания химических процессов (скорости протекания процессов, температура, давление и т.п., влияние катализаторов, ингибиторов и пр.), а также состояние химического равновесия и условия, влияющие на его смещение.

Данные методические указания направлены на ознакомление с влиянием концентрации реагирующих веществ на скорость химической реакции и смещение химического равновесия.

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ

Переход системы из одного состояния в другое, в том числе и химическая реакция, всегда протекает во времени и измеряется скоростью химической реакции. Скорость химической реакции показывает число химических взаимодействий в единице объема[1] или на единице площади поверхности раздела фаз[2] за единицу времени. Измеряется скорость реакции v изменением концентрации С реагирующего вещества в единицу времени t:

v =±С₂-С₁/t₂-t₁=±∆ С/∆ t. (1)

Скорость реакции зависит от следующих факторов:

1. концентрации реагирующих веществ,

2. температуры и природы реагирующих веществ

3. присутствия в системе катализатора.

При практическом использовании химических реакций важно знать, с какой скоростью будет протекать данная реакция в тех или иных условиях, и как нужно изменять эти условия, чтобы реакция протекала с требуемой скоростью. Раздел химии, изучающий скорости химических реакций, называется химической кинетикой.

ЗАВИСИМОСТЬ СКОРОСТИ РЕАКЦИИ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ РЕАГИРУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ

Скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ в степени некоторых чисел, определяемых опытным путем.

В общем случае для реакции

a A+ b B+ d D+…= f F+…

экспериментально определенная зависимость скорости от концентрации выражается кинетическим уравнением

v = k С^ά _AС^β _BС^δ _D, ……………………………………………. (2)

в котором:

- a, b, d – стехиометрические коэффициенты;

- α, β, δ – экспериментально определяемые числа, являющиеся степенями концентрации реагирующих веществ;

- k – константа скорости реакции.

Показатель степени концентрации реагирующих веществ в кинетическом уравнении реакции (α, β, δ) называется порядком реакции по данному веществу.

Общим порядком химической реакции, или просто порядком реакции, называется величина, равная сумме показателей степени концентрации реагентов в кинетическом уравнении реакции

(α + β + δ).