Урок 3. Скорость химических реакций. Первоначальные представления о катализе.
Предмет: Химия, 9 класс

Конспект объясняющего модуля

Скорость химических реакций. Первоначальные представления о катализе.

Скорость химической реакции определяется изменением концентрации прореагировавшего или образующегося вещества в единицу времени. Рассмотрим следующую химическую реакцию: оксид серы (IV)окисляется кислородом до оксида серы (VI).

Начальная концентрация оксида серы (IV) была 3 моль на литр, а через 40 секунд стала 1 моль на литр, следовательно, изменение концентрации составило 2 моль на литр. В этом случае скорость химической реакции будет равно 0,05 моль на литр в секунду, или, в общем виде, скорость химической реакции определяется изменением концентрации одного из реагирующих веществ в единицу времени.

На скорость химической реакции могут влиять некоторые условия. Рассмотрим следующие примеры. Калий активно взаимодействует с водой при комнатной температуре. Железо взаимодействует с водой при температуре от 700 до 900 градусов по Цельсию, а золото не взаимодействует с водой даже при сильном нагревании. Следовательно, скорость химической реакции зависит от природы реагирующих веществ.

Рассмотрим следующий пример. Цинк может взаимодействовать как с разбавленной, так и с концентрированной соляной кислотой согласно приведенному уравнению химической реакции. Более интенсивно водород выделяется во втором случае больше во втором случае, следовательно, скорость химической реакции зависит от концентрации реагирующих веществ.

Тот же цинк будет интенсивнее реагировать с соляной кислотой, находясь в порошкообразном состоянии, а не в виде гранул. Объясняется это тем, что в порошкообразном состоянии увеличивается площадь поверхности цинка, контактирующего с соляной кислотой. Следовательно, скорость химической реакции зависит от площади поверхности соприкосновения веществ.

Разложение гидроксида меди два может протекать при комнатной температуре, но заметно ускоряется при нагревании. Следовательно, скорость химической реакции зависит от температуры (обычно, чем выше температура, тем больше скорость химической реакции)

Зависимость скорости химической реакции от температуры можно выразить правилом Вант-Гоффа: при повышении температуры на каждые 10 градусов скорость большинства реакций увеличивается в 2 – 4 раза. В приведенном уравнении вэ 1 это скорость химической реакции при начальной температуре те 1, вэ 2 это скорость химической реакции при конечной температуре тэ 2, следовательно, дельта вэ – это изменение скорости, а дельта тэ – изменение температуры. Гамма – температурный коэффициент, принимает значения от 2 до 4.

Подобное уравнение позволяет производить некоторые расчеты. Например, как изменится скорость некоторой химической реакции, если реакционную смесь нагрели с 10 градусов по Цельсию до 30 градусов по Цельсию, температурный коэффициент равен 2. Подставляем данные значения в вышеприведенную формулу и получаем, что скорость данной химической реакции увеличится в четыре раза.

Присутствие некоторых веществ может влиять на скорость химической реакции. Например, разложение пероксида водорода ускоряется в присутствии оксида марганца четыре. Вещества, ускоряющие скорость химической реакции, но сами в ней не участвующие, называют катализаторами, а вещества, замедляющие скорость химической реакции – ингибиторы.