อัตราของปฏิกิริยาเคมีขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย รวมทั้งธรรมชาติของสารตั้งต้น ความเข้มข้นของสารตั้งต้น อุณหภูมิ และการมีอยู่ของตัวเร่งปฏิกิริยา ลองพิจารณาปัจจัยเหล่านี้

1). ธรรมชาติของสารตั้งต้น. หากมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างสารที่มีพันธะไอออนิก ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นเร็วกว่าระหว่างสารที่มีพันธะโควาเลนต์

2.) ความเข้มข้นของสารตั้งต้น. เพื่อให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้น โมเลกุลของสารตั้งต้นจะต้องชนกัน นั่นคือ โมเลกุลต้องเข้ามาใกล้กันมากจนอะตอมของอนุภาคหนึ่งสัมผัสกับการกระทำของสนามไฟฟ้าของอีกอนุภาคหนึ่ง เฉพาะในกรณีนี้เท่านั้นที่จะเกิดการเปลี่ยนผ่านของอิเล็กตรอนและการจัดเรียงอะตอมใหม่ที่สอดคล้องกัน ซึ่งเป็นผลมาจากการที่โมเลกุลของสารใหม่ก่อตัวขึ้น ดังนั้นความเร็ว ปฏิกริยาเคมีเป็นสัดส่วนกับจำนวนการชนที่เกิดขึ้นระหว่างโมเลกุล และจำนวนการชนจะเป็นสัดส่วนกับความเข้มข้นของสารตั้งต้น บนพื้นฐานของวัสดุการทดลองนักวิทยาศาสตร์ชาวนอร์เวย์ Guldberg และ Waage และนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Beketov ในปี พ.ศ. 2410 ได้กำหนดกฎพื้นฐานของจลนพลศาสตร์เคมี - กฎของการกระทำโดยรวม(ZDM): ที่อุณหภูมิคงที่ อัตราของปฏิกิริยาเคมีจะแปรผันโดยตรงกับผลคูณของความเข้มข้นของสารตั้งต้นต่อกำลังของสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ สำหรับกรณีทั่วไป:

กฎของการกระทำโดยรวมมีรูปแบบ:

กฎการกระทำโดยรวมสำหรับปฏิกิริยาที่กำหนดเรียกว่า สมการจลน์ศาสตร์หลักของปฏิกิริยา. ส่วนใหญ่ สมการจลนศาสตร์ k คือค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยา ซึ่งขึ้นอยู่กับลักษณะของสารตั้งต้นและอุณหภูมิ

ปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่สามารถย้อนกลับได้ ในระหว่างปฏิกิริยาดังกล่าว ผลิตภัณฑ์ของพวกเขาเมื่อสะสมจะทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันเพื่อสร้างสารตั้งต้น:

อัตราปฏิกิริยาไปข้างหน้า:

ความเร็ว ปฏิกิริยาย้อนกลับ:

ในช่วงเวลาแห่งความสมดุล:

จากตรงนี้ กฎของการแสดงมวลในสภาวะสมดุลจะอยู่ในรูปแบบ:

,

โดยที่ K คือค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยา

3) ผลของอุณหภูมิต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา. ตามกฎแล้วอัตราของปฏิกิริยาเคมีจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงเกิน ให้เราพิจารณาสิ่งนี้โดยใช้ตัวอย่างปฏิสัมพันธ์ของไฮโดรเจนกับออกซิเจน

2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O

ที่ 20 0 C อัตราการเกิดปฏิกิริยาเกือบเป็นศูนย์ และต้องใช้เวลา 54 พันล้านปีกว่าปฏิกิริยาจะผ่านไป 15% ที่อุณหภูมิ 500 0 C จะใช้เวลา 50 นาทีในการสร้างน้ำ และที่อุณหภูมิ 700 0 C ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นทันที

แสดงการพึ่งพาอาศัยกันของอัตราการเกิดปฏิกิริยากับอุณหภูมิ ไม่ใช่กฎของฮอฟฟ์: เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10 อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น 2 - 4 เท่า กฎของ Van't Hoff เขียนไว้ว่า

4) อิทธิพลของตัวเร่งปฏิกิริยา. อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีควบคุมได้โดย ตัวเร่งปฏิกิริยา- สารที่เปลี่ยนอัตราการเกิดปฏิกิริยาและไม่เปลี่ยนแปลงหลังจากเกิดปฏิกิริยา การเปลี่ยนแปลงของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาเรียกว่าตัวเร่งปฏิกิริยา แยกแยะ เชิงบวก(อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น) และ เชิงลบ(อัตราการเกิดปฏิกิริยาลดลง) การเร่งปฏิกิริยา บางครั้งตัวเร่งปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยา กระบวนการดังกล่าวเรียกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาอัตโนมัติ แยกความแตกต่างระหว่างตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกัน

ที่ เป็นเนื้อเดียวกันในการเร่งปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยาและสารตั้งต้นจะอยู่ในเฟสเดียวกัน ตัวอย่างเช่น:

ที่ ต่างกันตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยา และสารตั้งต้น ขั้นตอนต่างๆ. ตัวอย่างเช่น:

การเร่งปฏิกิริยาต่างกันนั้นเกี่ยวข้องกับกระบวนการของเอนไซม์ กระบวนการทางเคมีทั้งหมดที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตจะถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ซึ่งเป็นโปรตีนที่มีหน้าที่เฉพาะบางอย่าง ในสารละลายที่กระบวนการของเอนไซม์เกิดขึ้น ไม่มีตัวกลางต่างชนิดกันโดยทั่วไป เนื่องจากไม่มีส่วนต่อประสานเฟสที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน กระบวนการดังกล่าวเรียกว่าการเร่งปฏิกิริยาแบบไมโครเฮเทอโรจีเนียส

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี- การเปลี่ยนแปลงปริมาณของหนึ่งในสารที่ทำปฏิกิริยาต่อหน่วยเวลาในหน่วยพื้นที่ปฏิกิริยา เป็น แนวคิดหลักจลนพลศาสตร์เคมี อัตราของปฏิกิริยาเคมีเป็นบวกเสมอ ดังนั้นหากถูกกำหนดโดยสารตั้งต้น (ความเข้มข้นที่ลดลงระหว่างปฏิกิริยา) ค่าที่ได้จะถูกคูณด้วย −1

ตัวอย่างเช่นสำหรับปฏิกิริยา:

การแสดงออกของความเร็วจะมีลักษณะดังนี้:

. อัตราของปฏิกิริยาเคมีในแต่ละช่วงเวลาเป็นสัดส่วนกับความเข้มข้นของสารตั้งต้น ซึ่งยกกำลังเท่ากับค่าสัมประสิทธิ์ของสารสัมพันธ์

สำหรับปฏิกิริยาเบื้องต้น เลขชี้กำลังที่ค่าความเข้มข้นของสารแต่ละชนิดมักจะเท่ากับค่าสัมประสิทธิ์ของสารสัมพันธ์สำหรับ ปฏิกิริยาที่ซับซ้อนไม่เคารพกฎนี้ นอกจากความเข้มข้นแล้ว ปัจจัยต่อไปนี้มีอิทธิพลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี:

• ธรรมชาติของสารตั้งต้น
• การปรากฏตัวของตัวเร่งปฏิกิริยา
• อุณหภูมิ (กฎ van't Hoff)
• ความดัน,
• พื้นที่ผิวของสารตั้งต้น

หากเราพิจารณาปฏิกิริยาเคมีที่ง่ายที่สุด A + B → C เราจะสังเกตเห็นว่า ทันทีอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีไม่คงที่

วรรณกรรม

• Kubasov A. A. จลนศาสตร์เคมีและการเร่งปฏิกิริยา
• Prigogine I. , Defay R. อุณหพลศาสตร์เคมี. โนโวซีบีสค์: Nauka, 2509. 510 น.
• Yablonsky G. S. , Bykov V. I. , Gorban A. N. , แบบจำลองจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยา, Novosibirsk: Nauka (สาขาไซบีเรีย), 1983.- 255 p.

มูลนิธิวิกิมีเดีย 2553 .

• ภาษาเวลส์ของภาษาอังกฤษ
• เลื่อย (ภาพยนตร์ซีรีส์)

ดูว่า "อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี" คืออะไรในพจนานุกรมอื่นๆ:

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

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี- แนวคิดพื้นฐานของเคมี จลนพลศาสตร์แสดงอัตราส่วนของปริมาณของสารที่ทำปฏิกิริยา (เป็นโมล) ต่อระยะเวลาที่เกิดอันตรกิริยา เนื่องจากความเข้มข้นของสารตั้งต้นเปลี่ยนแปลงระหว่างปฏิกิริยา อัตรามักจะ ... สารานุกรมมหาโปลีเทคนิค

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี- ค่าที่แสดงลักษณะความเข้มของปฏิกิริยาเคมี อัตราการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาคือปริมาณของผลิตภัณฑ์นี้อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาต่อหน่วยเวลาต่อหน่วยปริมาตร (หากปฏิกิริยาเป็นเนื้อเดียวกัน) หรือต่อ ... ...

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

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี- ค่าที่แสดงลักษณะความเข้มของปฏิกิริยาเคมี (ดูปฏิกิริยาเคมี) อัตราการก่อตัวของผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาคือปริมาณของผลิตภัณฑ์นี้ที่เกิดจากปฏิกิริยาต่อหน่วยเวลาในหน่วยปริมาตร (ถ้า ... ...

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี- หลัก แนวคิดของเคมี จลนพลศาสตร์ สำหรับปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันอย่างง่าย S. x. ร. วัดจากการเปลี่ยนแปลงจำนวนโมลของปฏิกิริยาใน va (ที่ปริมาตรคงที่ของระบบ) หรือโดยการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารตั้งต้นในหรือผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยา (ถ้าปริมาตรของระบบ ...

กลไกการเกิดปฏิกิริยาเคมี- สำหรับปฏิกิริยาที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วยหลายๆ ขั้นตอน (ปฏิกิริยาอย่างง่ายหรือเบื้องต้น) กลไกคือชุดของขั้นตอนอันเป็นผลมาจากการเริ่มต้นใน va จะถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ ตัวกลางในตัวคุณในปฏิกิริยาเหล่านี้สามารถทำหน้าที่เป็นโมเลกุล ... ... วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ. พจนานุกรมสารานุกรม

ปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอฟิลิก- (ปฏิกิริยาการทดแทนนิวคลีโอฟิลิกภาษาอังกฤษ) ปฏิกิริยาการแทนที่ซึ่งการโจมตีดำเนินการโดยรีเอเจนต์นิวคลีโอไทล์ที่มีตัวโลน คู่อิเล็กตรอน. กลุ่มที่ออกจากปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอฟิลิกเรียกว่านิวคลีโอฟุก ทั้งหมด ... วิกิพีเดีย

ปฏิกริยาเคมี- การเปลี่ยนแปลงของสารหนึ่งไปเป็นอีกสารหนึ่งที่แตกต่างไปจากเดิม องค์ประกอบทางเคมีหรืออาคาร. จำนวนรวมของอะตอมของธาตุแต่ละชนิดรวมทั้งตัวมันเอง องค์ประกอบทางเคมี, สารที่เป็นส่วนประกอบยังคงอยู่ใน R. x ไม่เปลี่ยนแปลง; ร.x ... สารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่

ความเร็วในการวาด - ความเร็วของสายการเคลื่อนที่ของโลหะที่ทางออกจากแม่พิมพ์ m/s สำหรับเครื่องวาดสมัยใหม่ ความเร็วในการวาดสูงถึง 50-80 เมตร/วินาที อย่างไรก็ตามแม้ในระหว่างการวาดลวด ความเร็วตามกฎแล้วจะต้องไม่เกิน 30–40 ม./วินาที ที่… … พจนานุกรมสารานุกรมโลหะวิทยา

แนวคิดพื้นฐานที่ศึกษา:

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

ความเข้มข้นของโมลาร์

จลนศาสตร์

ปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกัน

ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

ตัวเร่งปฏิกิริยาตัวยับยั้ง

การเร่งปฏิกิริยา

พลิกกลับได้และ ปฏิกิริยาที่ย้อนกลับไม่ได้

สมดุลเคมี

ปฏิกิริยาเคมีเป็นปฏิกิริยาที่สารอื่นได้รับจากสารหนึ่ง (สารใหม่เกิดจากสารดั้งเดิม) ปฏิกิริยาเคมีบางอย่างเกิดขึ้นในเสี้ยววินาที (การระเบิด) ในขณะที่ปฏิกิริยาอื่นๆ ใช้เวลาเป็นนาที เป็นวัน ปี ทศวรรษ ฯลฯ

ตัวอย่างเช่น: ปฏิกิริยาการเผาไหม้ของดินปืนเกิดขึ้นทันทีด้วยการจุดระเบิดและการระเบิด และปฏิกิริยาของการทำให้สีเงินคล้ำหรือการเกิดสนิมของเหล็ก (การกัดกร่อน) ดำเนินไปอย่างช้า ๆ จนสามารถติดตามผลได้หลังจากผ่านไปนานเท่านั้น

ในการระบุลักษณะความเร็วของปฏิกิริยาเคมีจะใช้แนวคิดของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี - υ

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีคือการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารตั้งต้นตัวใดตัวหนึ่งของปฏิกิริยาต่อหน่วยเวลา

สูตรการคำนวณอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีคือ:

υ =	จาก 2 เป็น 1	=	∆ วินาที
t2 – t1	∆t

c 1 - ความเข้มข้นของโมลของสารใน ช่วงเวลาเริ่มต้นเวลา เสื้อ 1

ค 2 - ความเข้มข้นของโมลของสารในเวลาเริ่มต้น เสื้อ 2

เนื่องจากอัตราของปฏิกิริยาเคมีมีการเปลี่ยนแปลง ความเข้มข้นของกรามสารตั้งต้น (สารตั้งต้น) จากนั้น t 2 > t 1 และ c 2 > c 1 (ความเข้มข้นของสารตั้งต้นจะลดลงเมื่อปฏิกิริยาดำเนินไป)

ความเข้มข้นของกรามคือปริมาณของสารต่อหน่วยปริมาตร หน่วยวัดความเข้มข้นของโมลคือ [mol/l]

สาขาวิชาเคมีที่ศึกษาเกี่ยวกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ก็เรียก จลนพลศาสตร์เคมี . เมื่อรู้กฎหมายบุคคลสามารถจัดการได้ กระบวนการทางเคมีตั้งค่าเป็นความเร็วที่แน่นอน

เมื่อคำนวณอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ต้องจำไว้ว่าปฏิกิริยาแบ่งออกเป็นเนื้อเดียวกันและต่างกัน

ปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน- ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมเดียวกัน (เช่น สารตั้งต้นอยู่ในสถานะรวมตัวเดียวกัน ตัวอย่างเช่น แก๊ส + แก๊ส ของเหลว + ของเหลว).

ปฏิกิริยาต่างกัน- สิ่งเหล่านี้คือปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างสารในตัวกลางที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน (มีส่วนต่อประสานเฟสเช่น สารที่ทำปฏิกิริยาอยู่ในสถานะการรวมตัวที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น แก๊ส + ของเหลว ของเหลว + ของแข็ง).

สูตรการคำนวณอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีข้างต้นใช้ได้เฉพาะกับปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันเท่านั้น ถ้าปฏิกิริยาต่างกัน ก็จะเกิดขึ้นบนส่วนต่อประสานระหว่างสารตั้งต้นเท่านั้น

สำหรับปฏิกิริยาที่ต่างกัน สูตรจะคำนวณอัตรา:

∆ν - การเปลี่ยนแปลงปริมาณของสาร

S คือพื้นที่ของอินเทอร์เฟซ

∆ t คือช่วงเวลาที่เกิดปฏิกิริยา

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ ได้แก่ ลักษณะของสารตั้งต้น ความเข้มข้นของสาร อุณหภูมิ ตัวเร่งปฏิกิริยาหรือสารยับยั้ง

ขึ้นอยู่กับอัตราการเกิดปฏิกิริยากับธรรมชาติของสารตั้งต้น

ลองมาดูกัน การพึ่งพาอาศัยกันนี้อัตราการเกิดปฏิกิริยา ตัวอย่างเช่น ใส่ลงในหลอดทดลองสองหลอดซึ่งมีสารละลายกรดไฮโดรคลอริก (HCl) ปริมาณเท่ากัน เม็ดโลหะในพื้นที่เดียวกัน: ในหลอดทดลองแรก เม็ดเหล็ก (Fe) และในหลอดที่สอง - แมกนีเซียม (มก.) เม็ด. จากการสังเกตตามอัตราการวิวัฒนาการของไฮโดรเจน (H 2) จะเห็นว่าแมกนีเซียมทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกในอัตราสูงสุดมากกว่าเหล็ก. อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีนี้ได้รับอิทธิพลจากธรรมชาติของโลหะ (กล่าวคือ แมกนีเซียมมีคุณสมบัติทางเคมีมากกว่า โลหะที่ใช้งานอยู่มากกว่าเหล็ก ดังนั้นจึงทำปฏิกิริยากับกรดได้แรงกว่า)

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารตั้งต้น

ยิ่งความเข้มข้นของสารที่ทำปฏิกิริยา (เริ่มต้น) สูงเท่าไร ปฏิกิริยาก็จะดำเนินเร็วขึ้นเท่านั้น ในทางกลับกัน ยิ่งความเข้มข้นของสารตั้งต้นลดลงเท่าใด ปฏิกิริยาก็จะยิ่งช้าลงเท่านั้น

ตัวอย่างเช่น เราจะเทสารละลายเข้มข้นของกรดไฮโดรคลอริก (HCl) ลงในหลอดทดลองหลอดหนึ่ง และสารละลายกรดไฮโดรคลอริกเจือจางลงในอีกหลอดหนึ่ง เราใส่เม็ดสังกะสี (Zn) ลงในหลอดทดลองทั้งสองหลอด เราสังเกตจากอัตราการวิวัฒนาการของไฮโดรเจน ว่าปฏิกิริยาจะดำเนินไปเร็วขึ้นในหลอดทดลองแรก เนื่องจาก ความเข้มข้นของกรดไฮโดรคลอริกในนั้นมากกว่าในหลอดทดลองที่สอง

เพื่อกำหนดการพึ่งพาอาศัยกันของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี กฎแห่งกรรมของ (การแสดง) มวลชน : อัตราของปฏิกิริยาเคมีเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของความเข้มข้นของสารตั้งต้นซึ่งอยู่ในกำลังที่เท่ากับค่าสัมประสิทธิ์

ตัวอย่างเช่น สำหรับปฏิกิริยาที่ดำเนินไปตามโครงร่าง: nA + mB → D , อัตราของปฏิกิริยาเคมีถูกกำหนดโดยสูตร:

υ ch.r. = k C (A) n C (B) ม. , ที่ไหน

υ x.r - อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

ค(ก)- ก

ประวัติย่อ) - ความเข้มข้นของโมลของสารใน

n และ ม - ค่าสัมประสิทธิ์ของพวกเขา

k- ค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี (ค่าอ้างอิง)

กฎของการกระทำโดยรวมใช้ไม่ได้กับสารใน สถานะของแข็ง, เพราะ ความเข้มข้นของพวกมันคงที่ (เนื่องจากพวกมันทำปฏิกิริยากับพื้นผิวเท่านั้นซึ่งยังคงไม่เปลี่ยนแปลง)

ตัวอย่างเช่น: สำหรับปฏิกิริยา 2 Cu + O 2 \u003d 2 CuO อัตราการเกิดปฏิกิริยาถูกกำหนดโดยสูตร:

υ ch.r. \u003d k C (O 2)

ปัญหา: อัตราคงที่ของปฏิกิริยา 2A + B = D คือ 0.005 คำนวณอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ความเข้มข้นโมลาร์ของสาร A \u003d 0.6 mol / l สาร B \u003d 0.8 mol / l

การพึ่งพาอาศัยกันของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีกับอุณหภูมิ.

การพึ่งพาอาศัยกันนี้ถูกกำหนด กฎ van't Hoff (1884): เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นทุกๆ 10 ° C อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีจะเพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ย 2-4 เท่า

ดังนั้นปฏิกิริยาของไฮโดรเจน (H 2) และออกซิเจน (O 2) แทบจะไม่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิห้อง ดังนั้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีนี้จึงต่ำมาก แต่ที่อุณหภูมิ 500 C ปฏิกิริยานี้จะเกิดขึ้นภายใน 50 นาที และที่อุณหภูมิ 700 C ประมาณ - เกือบจะในทันที

สูตรคำนวณอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีตามกฎ van't Hoff:

โดยที่: υ t 1 และ υ t 2 คืออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีที่ t 2 และ t 1

γ – ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิซึ่งแสดงจำนวนครั้งที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10 ° C

การเปลี่ยนแปลงของอัตราการเกิดปฏิกิริยา:

2. แทนที่ข้อมูลจากคำสั่งปัญหาลงในสูตร:

การพึ่งพาอัตราการเกิดปฏิกิริยากับสารพิเศษ - ตัวเร่งปฏิกิริยาและสารยับยั้ง

ตัวเร่งสารที่เพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีแต่ตัวมันเองไม่ได้มีส่วนร่วม

สารยับยั้งสารที่ทำให้ปฏิกิริยาเคมีช้าลง แต่ไม่ได้มีส่วนร่วม

ตัวอย่าง: ในหลอดทดลองที่มีสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ 3% (H 2 O 2) ซึ่งถูกให้ความร้อนให้เพิ่มเศษที่ระอุ - มันจะไม่สว่างขึ้นเพราะ อัตราการเกิดปฏิกิริยาของการสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นน้ำ (H 2 O) และออกซิเจน (O 2) นั้นต่ำมากและออกซิเจนที่ได้นั้นไม่เพียงพอที่จะดำเนินการ ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพสำหรับออกซิเจน (รองรับการเผาไหม้) ทีนี้ลองเติมแมงกานีส (IV) ออกไซด์ (MnO 2) ผงสีดำเล็กน้อยลงในหลอดทดลองแล้วเราจะเห็นว่าฟองก๊าซ (ออกซิเจน) วิวัฒนาการอย่างรวดเร็วเริ่มขึ้น และคบเพลิงที่คุกรุ่นอยู่ในหลอดทดลองก็สว่างวาบ MnO 2 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยานี้ มันเร่งอัตราการเกิดปฏิกิริยา แต่ไม่ได้มีส่วนร่วมในตัวมันเอง (สามารถพิสูจน์ได้โดยการชั่งน้ำหนักตัวเร่งปฏิกิริยาก่อนและหลังปฏิกิริยา - มวลของมันจะไม่เปลี่ยนแปลง)

เคมีกายภาพ: บันทึกการบรรยาย Berezovchuk A V

2. ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

เพื่อให้เป็นเนื้อเดียวกัน ปฏิกิริยาต่างกัน:

1) ความเข้มข้นของสารที่ทำปฏิกิริยา

2) อุณหภูมิ

3) ตัวเร่งปฏิกิริยา;

4) ตัวยับยั้ง

สำหรับต่างกันเท่านั้น:

1) อัตราการจัดหาสารตั้งต้นไปยังส่วนต่อประสาน

2) พื้นที่ผิว

ปัจจัยหลัก - ลักษณะของสารที่ทำปฏิกิริยา - ลักษณะของพันธะระหว่างอะตอมในโมเลกุลของรีเอเจนต์

NO 2 - ไนตริกออกไซด์ (IV) - หางจิ้งจอก, CO - คาร์บอนมอนอกไซด์, คาร์บอนมอนอกไซด์

หากพวกมันถูกออกซิไดซ์ด้วยออกซิเจน ในกรณีแรก ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นทันที มันคุ้มค่าที่จะเปิดจุกของภาชนะ ในกรณีที่สอง ปฏิกิริยาจะขยายออกไปทันเวลา

ความเข้มข้นของสารตั้งต้นจะกล่าวถึงด้านล่าง

เหลือบสีน้ำเงินบ่งบอกถึงช่วงเวลาของการตกตะกอนของกำมะถัน ยิ่งมีความเข้มข้นสูง อัตราก็จะยิ่งสูงขึ้น

ข้าว. 10

ยิ่งความเข้มข้นของ Na 2 S 2 O 3 มากเท่าใด เวลาในการทำปฏิกิริยาก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น บนกราฟ (รูปที่ 10) จะแสดงโดยตรง การพึ่งพาอาศัยกันตามสัดส่วน. การพึ่งพาเชิงปริมาณของอัตราการเกิดปฏิกิริยากับความเข้มข้นของสารตั้งต้นแสดงโดย MMA (กฎของการกระทำโดยมวล) ซึ่งระบุว่า: อัตราของปฏิกิริยาเคมีเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของความเข้มข้นของสารตั้งต้น

ดังนั้น, กฎพื้นฐานของจลนศาสตร์เป็นกฎที่กำหนดขึ้นโดยการทดลอง: อัตราการเกิดปฏิกิริยาเป็นสัดส่วนกับความเข้มข้นของสารตั้งต้น ตัวอย่างเช่น: (เช่น สำหรับปฏิกิริยา)

สำหรับปฏิกิริยานี้ H 2 + J 2 = 2HJ - อัตราสามารถแสดงในรูปของการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารใดๆ ถ้าปฏิกิริยาเริ่มจากซ้ายไปขวา ความเข้มข้นของ H 2 และ J 2 จะลดลง ความเข้มข้นของ HJ จะเพิ่มขึ้นในระหว่างปฏิกิริยา สำหรับ ความเร็วทันทีปฏิกิริยาสามารถเขียนเป็น:

วงเล็บเหลี่ยมแสดงความเข้มข้น

ความหมายทางกายภาพ k–โมเลกุลมีการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง ชนกัน กระจัดกระจาย ชนผนังของเรือ เพื่อให้ปฏิกิริยาทางเคมีของการก่อตัวของ HJ เกิดขึ้น โมเลกุลของ H 2 และ J 2 จะต้องชนกัน จำนวนของการชนกันดังกล่าวจะยิ่งมากขึ้น โมเลกุล H 2 และ J 2 จะมีอยู่ในปริมาตรมากขึ้น นั่นคือ ค่าของ [Н 2 ] และ ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น แต่โมเลกุลเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่างกันและทั้งหมด พลังงานจลน์สองโมเลกุลที่ชนกันจะแตกต่างกัน ถ้าโมเลกุลของ H 2 และ J 2 ที่เร็วที่สุดชนกัน พลังงานของพวกมันอาจสูงมากจนโมเลกุลแตกตัวเป็นอะตอมของไอโอดีนและไฮโดรเจน ซึ่งจะแยกตัวออกจากกันและทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของ H 2 + J 2 อื่น ๆ ? 2H+2J จากนั้น H + J 2 ? HJ + J. ถ้าพลังงานของโมเลกุลที่ชนกันน้อยกว่า แต่สูงพอที่จะทำให้พันธะ H - H และ J - J อ่อนลง ปฏิกิริยาของการก่อตัวของไฮโดรเจนไอโอดีนจะเกิดขึ้น:

สำหรับโมเลกุลที่ชนกันส่วนใหญ่ พลังงานจะน้อยกว่าที่จำเป็นในการทำให้พันธะใน H 2 และ J 2 อ่อนลง โมเลกุลดังกล่าวชนกัน "อย่างเงียบ ๆ " และ "แยกย้ายกันไป" อย่างเงียบ ๆ เหลือไว้เช่นเดิม H 2 และ J 2 . ดังนั้น ไม่ใช่ทั้งหมด แต่เป็นเพียงส่วนหนึ่งของการชนที่นำไปสู่ปฏิกิริยาเคมี ค่าสัมประสิทธิ์ของสัดส่วน (k) แสดงจำนวนของการชนที่มีประสิทธิผลซึ่งนำไปสู่ปฏิกิริยาที่ความเข้มข้น [H 2 ] = = 1 โมล ค่า k–ความเร็วคงที่. ความเร็วจะคงที่ได้อย่างไร? ใช่ชุดความเร็ว การเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงเรียกว่า ปริมาณเวกเตอร์คงที่ ซึ่งเท่ากับอัตราส่วนของการกระจัดของร่างกายในช่วงเวลาใด ๆ ต่อค่าของช่วงเวลานี้ แต่โมเลกุลเคลื่อนที่แบบสุ่ม แล้วความเร็วจะคงที่ได้อย่างไร? แต่ ความเร็วคงที่ได้ที่อุณหภูมิคงที่เท่านั้น เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น สัดส่วนของโมเลกุลที่รวดเร็วซึ่งการชนกันนำไปสู่การเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น นั่นคือ ค่าคงที่ของอัตราจะเพิ่มขึ้น แต่การเพิ่มขึ้นของอัตราคงที่ไม่จำกัด ที่อุณหภูมิหนึ่ง พลังงานของโมเลกุลจะมีขนาดใหญ่มากจนการชนกันของสารตั้งต้นเกือบทั้งหมดจะมีผล เมื่อโมเลกุลเร็ว 2 ตัวชนกัน จะเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับ

สักครู่จะมาถึงเมื่ออัตราการก่อตัวของ 2HJ จาก H 2 และ J 2 และการสลายตัวจะเท่ากัน แต่นี่เป็นสภาวะสมดุลทางเคมีแล้ว การพึ่งพาอาศัยกันของอัตราการเกิดปฏิกิริยากับความเข้มข้นของสารตั้งต้นสามารถตรวจสอบได้โดยใช้ปฏิกิริยาดั้งเดิมของอันตรกิริยาของสารละลายโซเดียมไธโอซัลเฟตกับสารละลายกรดซัลฟิวริก

นา 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 \u003d นา 2 SO 4 + H 2 S 2 O 3, (1)

H 2 S 2 O 3 \u003d S? + H 2 O + SO 2?. (2)

ปฏิกิริยา (1) ดำเนินไปแทบจะในทันที อัตราการเกิดปฏิกิริยา (2) ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิคงที่กับความเข้มข้นของสารตั้งต้น H 2 S 2 O 3 . นี่คือปฏิกิริยาที่เราสังเกตเห็น - ในกรณีนี้อัตราจะวัดตามเวลาตั้งแต่จุดเริ่มต้นของการเทสารละลายไปจนถึงการปรากฏตัวของสีเหลือบ ในบทความ L. M. Kuznetsova ปฏิกิริยาของปฏิกิริยาของโซเดียมไธโอซัลเฟตกับกรดไฮโดรคลอริกได้อธิบายไว้ เธอเขียนว่าเมื่อสารละลายหมด จะเกิดความขุ่น (ความขุ่น) แต่คำกล่าวนี้ของ L. M. Kuznetsova นั้นผิดพลาด เนื่องจากสีเหลือบและสีขุ่นเป็นคนละเรื่องกัน Opalescence (จากโอปอลและละติน เซนเทีย- คำต่อท้ายหมายถึงการกระทำที่อ่อนแอ) - การกระเจิงของแสงโดยสื่อที่ขุ่นเนื่องจากความไม่สม่ำเสมอของแสง การกระเจิงของแสง- การเบี่ยงเบนของรังสีแสงที่แพร่กระจายในตัวกลางในทุกทิศทางจากทิศทางเดิม อนุภาคคอลลอยด์สามารถกระจายแสงได้ (Tyndall-Faraday effect) - สิ่งนี้อธิบายถึงสีเหลือบ, ความขุ่นเล็กน้อยของสารละลายคอลลอยด์ เมื่อทำการทดลองนี้จำเป็นต้องคำนึงถึงการเหลือบสีน้ำเงินและการแข็งตัวของสารแขวนลอยคอลลอยด์ของกำมะถัน ความหนาแน่นเท่ากันของสารแขวนลอยจะสังเกตเห็นได้จากการหายไปของรูปแบบใด ๆ (เช่น ตารางที่ด้านล่างของถ้วย) โดยสังเกตจากด้านบนผ่านชั้นของสารละลาย เวลาจะถูกนับโดยนาฬิกาจับเวลาจากช่วงเวลาที่ระบายน้ำ

วิธีแก้ปัญหา Na 2 S 2 O 3 x 5H 2 O และ H 2 SO 4.

ขั้นแรกเตรียมโดยการละลายเกลือ 7.5 กรัมใน H 2 O 100 มล. ซึ่งสอดคล้องกับความเข้มข้น 0.3 M ในการเตรียมสารละลาย H 2 SO 4 ที่มีความเข้มข้นเท่ากัน จำเป็นต้องวัด H 2 SO 4 (k) 1.8 มล. ? = = 1.84 g / cm 3 และละลายใน 120 ml ของ H 2 O เทสารละลายที่เตรียมไว้ของ Na 2 S 2 O 3 ลงในแก้วสามแก้ว: ในแก้วแรก - 60 มล. ในแก้วที่สอง - 30 มล. ในแก้วที่สาม - 10 มล. เติม H 2 O กลั่น 30 มล. ลงในแก้วที่สอง และ 50 มล. ลงในแก้วที่สาม ดังนั้นในแก้วทั้งสามจะมีของเหลว 60 มล. แต่ในแก้วแรกความเข้มข้นของเกลือจะมีเงื่อนไข = 1 ในแก้วที่สอง - ½และในแก้วที่สาม - 1/6 หลังจากเตรียมสารละลายแล้ว ให้เทสารละลาย H 2 SO 4 60 มล. ลงในแก้วใบแรกที่มีสารละลายเกลือ แล้วเปิดนาฬิกาจับเวลา ฯลฯ เมื่อพิจารณาว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาลดลงเมื่อสารละลาย Na 2 S 2 O 3 เจือจางลง สามารถกำหนดเป็นค่าแปรผกผันกับเวลาได้ วี= 1/? และสร้างกราฟโดยวางแผนความเข้มข้นของจุดแอ็บซิสซาและอัตราการเกิดปฏิกิริยาบนเส้นออร์ดิเนต จากข้อสรุปนี้ - อัตราการเกิดปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสาร ข้อมูลที่ได้รับแสดงอยู่ในตารางที่ 3 การทดลองนี้สามารถทำได้โดยใช้บิวเรตต์ แต่ต้องใช้นักแสดง การปฏิบัติที่ดีเพราะผิดกำหนดการ

ตารางที่ 3

ความเร็วและเวลาตอบสนอง

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

พิจารณา ปัจจัยต่อไป- อุณหภูมิ.

เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่จะเพิ่มขึ้น การพึ่งพานี้อธิบายโดยกฎ van't Hoff: "เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นทุกๆ 10 ° C อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีจะเพิ่มขึ้น 2-4 เท่า"

ที่ไหน ? – ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิแสดงว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นกี่ครั้งเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10 ° C

โวลต์ 1 - อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ เสื้อ 1 ;

โวลต์ 2 -อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ t2.

ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 50 °C ดำเนินไปในสองนาที กระบวนการจะสิ้นสุดที่ 70 °C นานแค่ไหนถ้าค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ ? = 2?

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

แม้แต่อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยก็ทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาของการชนกันของโมเลกุลเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ตามทฤษฎีการกระตุ้น เฉพาะโมเลกุลเหล่านั้นเท่านั้นที่มีส่วนร่วมในกระบวนการ ซึ่งพลังงานของโมเลกุลนั้นมากกว่า พลังงานปานกลางโมเลกุลในปริมาณที่แน่นอน พลังงานส่วนเกินนี้เป็นพลังงานกระตุ้น ความหมายทางกายภาพของมันคือพลังงานที่จำเป็นสำหรับการชนกันของโมเลกุล (การจัดเรียงออร์บิทัลใหม่) จำนวนของอนุภาคแอคทีฟและอัตราการเกิดปฏิกิริยาจึงเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิตามกฎเลขชี้กำลัง ตามสมการ Arrhenius ซึ่งสะท้อนถึงการพึ่งพาของค่าคงที่อัตราต่ออุณหภูมิ

ที่ไหน เอ -ปัจจัยสัดส่วน Arrhenius;

k–คงที่ของ Boltzmann;

อี เอ -พลังงานกระตุ้น;

R-ค่าคงที่ของแก๊ส

ที-อุณหภูมิ.

ตัวเร่งปฏิกิริยาคือสารที่เร่งอัตราการเกิดปฏิกิริยา แต่ไม่ได้ถูกใช้ไป

การเร่งปฏิกิริยา- ปรากฏการณ์ของการเปลี่ยนแปลงของอัตราการเกิดปฏิกิริยาต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา แยกความแตกต่างระหว่างตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกัน เป็นเนื้อเดียวกัน- ถ้าสารตั้งต้นและตัวเร่งปฏิกิริยาอยู่ในสถานะรวมตัวเดียวกัน ต่างกัน– ถ้ารีเอเจนต์และตัวเร่งปฏิกิริยาอยู่คนละชนิดกัน สถานะของการรวมตัว. เกี่ยวกับการเร่งปฏิกิริยาดูแยกต่างหาก (เพิ่มเติม)

สารยับยั้งสารที่ทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาช้าลง

ปัจจัยต่อไปคือพื้นที่ผิว ยิ่งพื้นผิวของสารตั้งต้นมีขนาดใหญ่เท่าใดความเร็วก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น พิจารณาอิทธิพลของระดับการกระจายตัวต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา

CaCO 3 - หินอ่อน เราลดหินอ่อนที่ปูกระเบื้องลงไป กรดไฮโดรคลอริก HCl รอห้านาที มันจะละลายหมด

หินอ่อนผง - เราจะทำตามขั้นตอนเดียวกันกับมันละลายในสามสิบวินาที

สมการสำหรับทั้งสองกระบวนการเหมือนกัน

CaCO 3 (ทีวี) + HCl (g) \u003d CaCl 2 (ทีวี) + H 2 O (l) + CO 2 (g) ?.

ดังนั้นเมื่อเพิ่มผงหินอ่อน เวลาจะน้อยกว่าเมื่อเพิ่มหินอ่อนที่มีมวลเท่ากัน

ด้วยการเพิ่มส่วนต่อประสานระหว่างเฟส อัตราการเกิดปฏิกิริยาต่างกันจะเพิ่มขึ้น

จากหนังสือเคมีเชิงฟิสิกส์: เอกสารประกอบการบรรยาย ผู้เขียน Berezovchuk A. V

2. สมการไอโซเทอร์มของปฏิกิริยาเคมี ถ้าปฏิกิริยาย้อนกลับได้ G= 0 0 และคุณสามารถคำนวณการเปลี่ยนแปลงได้?G. ที่ไหน? - การวิ่งของปฏิกิริยา - ค่าที่แสดงจำนวนโมลที่มีการเปลี่ยนแปลงระหว่างปฏิกิริยา ฉัน cn - ลักษณะ

จากหนังสือ เล่มล่าสุดข้อเท็จจริง เล่ม 3 [ฟิสิกส์ เคมี และเทคโนโลยี. ประวัติศาสตร์และโบราณคดี. เบ็ดเตล็ด] ผู้เขียน Kondrashov Anatoly Pavlovich

3. สมการของไอโซชอร์ ไอโซบาร์ของปฏิกิริยาเคมี การพึ่งพา K ต่ออุณหภูมิ สมการไอโซบาร์: สมการไอโซชอร์: พวกมันตัดสินทิศทางของการไหล

จากหนังสือนิวตริโน - อนุภาคที่น่ากลัวของอะตอม ผู้เขียน อาซิมอฟ ไอแซก

1. แนวคิดเกี่ยวกับจลนพลศาสตร์เคมี จลนพลศาสตร์ คือ ศาสตร์ว่าด้วยอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี อัตราของปฏิกิริยาเคมี คือ จำนวนการกระทำเบื้องต้น ปฏิสัมพันธ์ทางเคมีการไหลต่อหน่วยเวลาต่อหน่วยปริมาตร (เนื้อเดียวกัน) หรือต่อหน่วยพื้นผิว

จากหนังสือ พลังงานปรมาณูเพื่อวัตถุประสงค์ทางทหาร ผู้เขียน สมิธ เฮนรี เดอวูล์ฟ

8. ปัจจัยที่มีผลต่อแรงดันเกินของไฮโดรเจน ปัจจัยแรงดันเกินออกซิเจนที่มีอิทธิพลต่อ ?H2:1) ?กระแส (ความหนาแน่นกระแส) การพึ่งพาความหนาแน่นกระแสอธิบายโดยสมการทาเฟล 2) ลักษณะของวัสดุแคโทดเป็นอนุกรมในลำดับจากน้อยไปหามาก ?,? - แรงดันเกิน ในสมการทาเฟล

จากหนังสือประวัติรายวิชาฟิสิกส์ ผู้เขียน Stepanovich Kudryavtsev พาเวล

จากหนังสือทฤษฎีสัมพัทธภาพคืออะไร ผู้เขียน กุ๊บกิ๊บ เลฟ ดาวิโดวิช

ปฏิกิริยานิวเคลียร์และ ค่าไฟฟ้าเมื่อนักฟิสิกส์เริ่มเข้าใจโครงสร้างของอะตอมชัดเจนขึ้นในทศวรรษที่ 1990 พวกเขาค้นพบว่าอย่างน้อยบางส่วนของอะตอมก็มีประจุไฟฟ้า เช่น การเติมอิเล็กตรอน พื้นที่รอบนอกอะตอม,

จากหนังสือฟิสิกส์ทุกย่างก้าว ผู้เขียน เปเรลมาน ยาคอฟ อิซิโดโรวิช

ปฏิกิริยานิวเคลียร์ วิธีการทิ้งระเบิดนิวเคลียร์1.40. ค็อกครอฟต์และวอลตันผลิตโปรตอนที่มีพลังงานสูงเพียงพอโดยการทำให้ก๊าซไฮโดรเจนแตกตัวเป็นไอออน จากนั้นเร่งไอออนด้วยโรงไฟฟ้าแรงสูงพร้อมหม้อแปลงไฟฟ้าและวงจรเรียงกระแส วิธีการที่คล้ายกันสามารถ

จากหนังสือ 50 ปีของฟิสิกส์โซเวียต ผู้เขียน Leshkovtsev วลาดิมีร์ Alekseevich

ปัญหาปฏิกิริยาลูกโซ่ 2.3. หลักการทำงาน ระเบิดปรมาณูหรือ โรงไฟฟ้าการใช้ฟิชชันของยูเรเนียมนั้นค่อนข้างง่าย หากนิวตรอนหนึ่งตัวทำให้เกิดฟิชชัน ซึ่งส่งผลให้เกิดการปลดปล่อยนิวตรอนใหม่หลายตัว จำนวนฟิชชันก็จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

จากหนังสือ The New Mind of the King [เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ การคิด และกฎของฟิสิกส์] ผู้เขียน เพนโรส โรเจอร์

ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาและปัญหาของการแยก 8.16. ในโรงงาน Hanford กระบวนการผลิตพลูโตเนียมแบ่งออกเป็นสองส่วนหลัก: การผลิตจริงในหม้อต้มน้ำและการแยกออกจากก้อนยูเรเนียมที่ก่อตัวขึ้น ไปที่ส่วนที่สองของกระบวนการ

จากหนังสือที่แอปเปิ้ลตก ผู้เขียน เคสเซลมาน วลาดิเมียร์ สมุยโลวิช

ปัจจัยที่ส่งผลต่อการแยกไอโซโทป 9.2. ตามคำนิยาม ไอโซโทปของธาตุจะต่างกันในมวล แต่ไม่ใช่ คุณสมบัติทางเคมี. อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น แม้ว่ามวลของนิวเคลียสของไอโซโทปและโครงสร้างจะแตกต่างกัน แต่ประจุของนิวเคลียสก็เท่ากัน เปลือกอิเล็กตรอน

จากหนังสือของผู้แต่ง

การดำเนินการ ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ฟิชชัน ตอนนี้คำถามเกี่ยวกับปฏิกิริยาลูกโซ่ของฟิชชันและความเป็นไปได้ที่จะได้รับพลังงานระเบิดทำลายล้างของฟิชชันเกิดขึ้นด้วยกำลังทั้งหมด คำถามนี้เกี่ยวข้องกับสงครามโลกครั้งที่ปลดปล่อย นาซีเยอรมัน 1 กันยายน

จากหนังสือของผู้แต่ง

และความเร็วนั้นสัมพันธ์กัน! จากหลักการสัมพัทธภาพของการเคลื่อนที่เป็นไปตามสิ่งที่พูดถึงเส้นตรงและ การเคลื่อนไหวที่สม่ำเสมอของร่างกายด้วยความเร็วที่แน่นอน โดยไม่ระบุว่าวัดความเร็วของห้องปฏิบัติการใดขณะพัก ทำให้รู้สึกเล็กน้อยเท่ากับการพูดว่า

จากหนังสือของผู้แต่ง

ความเร็วของเสียง คุณเคยเห็นคนตัดไม้ตัดต้นไม้จากระยะไกลหรือไม่? หรือบางทีคุณอาจเห็นช่างไม้กำลังตอกตะปูในระยะไกล? คุณอาจสังเกตเห็นมาก สิ่งที่แปลก: ไม่ถูกตีเมื่อขวานชนต้นไม้หรือ

จากหนังสือของผู้แต่ง

ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ที่ควบคุมไม่ได้ ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ที่ควบคุมไม่ได้เกิดขึ้นระหว่างการระเบิด ระเบิดไฮโดรเจน. พวกมันนำไปสู่การปลดปล่อยพลังงานนิวเคลียร์จำนวนมหาศาลพร้อมกับการระเบิดที่ทำลายล้างอย่างรุนแรง ตอนนี้งานของนักวิทยาศาสตร์คือการหาวิธี

จากหนังสือของผู้แต่ง

จากหนังสือของผู้แต่ง

ในเขาวงกตแห่งฟิชชัน ในปี 1938 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Otto Hahn และ Fritz Strassmann (1902–1980) ได้ค้นพบสิ่งที่น่าทึ่ง พวกเขาพบว่าการทิ้งระเบิดยูเรเนียมด้วยนิวตรอนบางครั้งทำให้นิวเคลียสเบากว่านิวเคลียสยูเรเนียมเดิมประมาณสองเท่า ไกลออกไป

อัตราของปฏิกิริยาเคมีหมายถึงการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของหนึ่งในสารที่ทำปฏิกิริยาต่อหน่วยเวลาด้วยปริมาตรคงที่ของระบบ

โดยทั่วไปแล้ว ความเข้มข้นจะแสดงเป็นโมล/ลิตร และเวลาเป็นวินาทีหรือนาที ตัวอย่างเช่น ถ้าความเข้มข้นเริ่มต้นของสารตั้งต้นตัวใดตัวหนึ่งคือ 1 โมล/ลิตร และหลังจาก 4 วินาทีนับจากเริ่มปฏิกิริยา สารตั้งต้นจะกลายเป็น 0.6 โมล/ลิตร แล้ว ความเร็วเฉลี่ยปฏิกิริยาจะเท่ากับ (1-0.6) / 4 \u003d 0.1 mol / (l * s)

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉลี่ยคำนวณโดยสูตร:

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีขึ้นอยู่กับ:

ธรรมชาติของสารตั้งต้น

สารที่มีพันธะมีขั้วในสารละลายทำปฏิกิริยาได้เร็วกว่า เนื่องจากสารดังกล่าวในสารละลายก่อตัวเป็นไอออนซึ่งทำปฏิกิริยากันได้ง่าย

สารที่มีพันธะโคเวเลนต์แบบไม่มีขั้วและแบบไม่มีขั้วจะทำปฏิกิริยากับ ความเร็วที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับกิจกรรมทางเคมีของพวกมัน

H 2 + F 2 = 2HF (ไปเร็วมากเมื่อเกิดการระเบิดที่อุณหภูมิห้อง)

H 2 + Br 2 \u003d 2HBr (ไปช้าๆ แม้ในขณะที่ร้อน)

ค่าการสัมผัสพื้นผิวของสารตั้งต้น (สำหรับต่างกัน)

ความเข้มข้นของสารตั้งต้น

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่ยกกำลังของสัมประสิทธิ์ปริมาณสารสัมพันธ์

อุณหภูมิ

การพึ่งพาอาศัยกันของอัตราการเกิดปฏิกิริยากับอุณหภูมิถูกกำหนดโดยกฎของ van't Hoff:

ด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 10 0 อัตราการเกิดปฏิกิริยาส่วนใหญ่เพิ่มขึ้น 2-4 เท่า

การปรากฏตัวของตัวเร่งปฏิกิริยา

ตัวเร่งปฏิกิริยาคือสารที่เปลี่ยนอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

การเปลี่ยนแปลงของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาเรียกว่า การเร่งปฏิกิริยา

ความดัน

เมื่อความดันเพิ่มขึ้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น (สำหรับเนื้อเดียวกัน)

คำถามข้อที่ 26. กฎหมายปฏิบัติการมวลชน. ความเร็วคงที่ พลังงานกระตุ้น.

กฎหมายปฏิบัติการมวลชน.

อัตราที่สารทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันขึ้นอยู่กับความเข้มข้น

ความเร็วคงที่

ค่าสัมประสิทธิ์ของสัดส่วนในสมการจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาเคมี แสดงการพึ่งพาของอัตราการเกิดปฏิกิริยากับความเข้มข้น

ค่าคงที่ของอัตราขึ้นอยู่กับลักษณะของสารตั้งต้นและอุณหภูมิ แต่ไม่ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารตั้งต้น

พลังงานกระตุ้น.

พลังงานที่ต้องให้กับโมเลกุล (อนุภาค) ของสารที่ทำปฏิกิริยาเพื่อเปลี่ยนให้เป็นสารออกฤทธิ์

พลังงานกระตุ้นขึ้นอยู่กับลักษณะของสารตั้งต้นและการเปลี่ยนแปลงเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา

ทวีความเข้มข้นเพิ่มมากขึ้น จำนวนทั้งหมดโมเลกุลและตามด้วยอนุภาคที่แอคทีฟ

คำถามข้อที่ 27 ปฏิกิริยาย้อนกลับและย้อนกลับไม่ได้ สมดุลเคมี ค่าคงที่สมดุล. หลักการของ Le Chatelier

ปฏิกิริยาที่ดำเนินไปในทิศทางเดียวและจบลงด้วยการเปลี่ยนแปลงของวัสดุตั้งต้นทั้งหมดเป็นปฏิกิริยาสุดท้ายเรียกว่าปฏิกิริยาที่ย้อนกลับไม่ได้

ปฏิกิริยาที่ผันกลับได้คือปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นพร้อมกันในสองทิศทางที่ตรงกันข้ามกัน

ในสมการของปฏิกิริยาที่ผันกลับได้ ลูกศรสองลูกวางอยู่ระหว่างด้านซ้ายและด้านขวา โดยชี้ไปที่ ฝั่งตรงข้าม. ตัวอย่างของปฏิกิริยาดังกล่าวคือการสังเคราะห์แอมโมเนียจากไฮโดรเจนและไนโตรเจน:

3H 2 + N 2 \u003d 2NH 3

ปฏิกิริยาดังกล่าวไม่สามารถย้อนกลับได้ในระหว่างที่:

ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นจะตกตะกอนหรือถูกปลดปล่อยเป็นก๊าซ ตัวอย่างเช่น:

BaCl 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 + 2HCl

นา 2 CO 3 + 2HCl \u003d 2NaCl + CO 2 + H 2 O

การก่อตัวของน้ำ:

HCl + NaOH = H 2 O + NaCl

ปฏิกิริยาที่ผันกลับไม่ได้ถึงจุดสิ้นสุดและจบลงด้วยการจัดตั้ง สมดุลเคมี.

สภาวะสมดุลทางเคมีคือสถานะของระบบปฏิกิริยาของสารซึ่งอัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าและปฏิกิริยาย้อนกลับเท่ากัน

สภาวะสมดุลทางเคมีได้รับอิทธิพลจากความเข้มข้นของสารที่ทำปฏิกิริยา อุณหภูมิ และสำหรับก๊าซ - ความดัน เมื่อหนึ่งในพารามิเตอร์เหล่านี้เปลี่ยนไป สมดุลเคมีจะถูกรบกวน

ค่าคงที่สมดุล

พารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดที่แสดงลักษณะของปฏิกิริยาเคมีที่ผันกลับได้คือค่าคงที่สมดุล K หากเราเขียนสำหรับปฏิกิริยาย้อนกลับที่พิจารณา A + DC + D เงื่อนไขของความเท่าเทียมกันของอัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าและย้อนกลับในสภาวะสมดุล - k1[A] เท่ากับ[B]เท่ากับ = k2[C]เท่ากับ[ D] เท่ากับ โดยที่ [C] เท่ากับ [D] เท่ากับ / [A] เท่ากับ [B] เท่ากับ = k1/k2 = K ดังนั้นค่าของ K จึงเรียกว่าดุลยภาพ ค่าคงที่ของปฏิกิริยาเคมี

ดังนั้น ที่สภาวะสมดุล อัตราส่วนของความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาต่อผลคูณของความเข้มข้นของสารตั้งต้นจะคงที่ถ้าอุณหภูมิคงที่ (อัตราคงที่ k1 และ k2 และดังนั้น ค่าคงที่สมดุล K ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ แต่ไม่ ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารตั้งต้น) ถ้าหลายโมเลกุลของสารตั้งต้นเข้าร่วมในปฏิกิริยาและหลายโมเลกุลของผลิตภัณฑ์ (หรือผลิตภัณฑ์) ก่อตัวขึ้น ความเข้มข้นของสารในนิพจน์สำหรับค่าคงที่สมดุลจะเพิ่มขึ้นเป็นกำลังที่สอดคล้องกับสัมประสิทธิ์ปริมาณสารสัมพันธ์ ดังนั้นสำหรับปฏิกิริยา 3H2 + N2 2NH3 นิพจน์สำหรับค่าคงที่สมดุลจึงเขียนเป็น K = 2 เท่ากัน / 3 เท่ากัน วิธีการที่อธิบายไว้สำหรับการหาค่าคงที่สมดุล โดยอ้างอิงจากอัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้าและย้อนกลับ ใน กรณีทั่วไปไม่สามารถใช้ได้ เนื่องจากสำหรับปฏิกิริยาที่ซับซ้อน การพึ่งพาอัตราความเข้มข้นมักจะไม่แสดงออกมา สมการง่ายๆหรือไม่รู้จักเลย อย่างไรก็ตาม ในอุณหพลศาสตร์ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสูตรสุดท้ายสำหรับค่าคงที่สมดุลนั้นถูกต้อง

สำหรับสารประกอบที่เป็นก๊าซ แทนที่จะใช้ความเข้มข้น ความดันสามารถใช้ในการเขียนค่าคงที่สมดุลได้ เห็นได้ชัดว่าค่าตัวเลขของค่าคงที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในกรณีนี้หากจำนวนโมเลกุลของก๊าซทางด้านขวาและด้านซ้ายของสมการไม่เท่ากัน

หลักการของ Le Chatelier

หากระบบในสภาวะสมดุลอยู่ภายใต้การควบคุมบางอย่าง อิทธิพลภายนอกจากนั้นสมดุลจะเปลี่ยนไปในทิศทางของปฏิกิริยาที่ต่อต้านผลกระทบนี้

สมดุลเคมีได้รับผลกระทบจาก:

การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น สภาวะสมดุลจะเปลี่ยนไปสู่ปฏิกิริยาดูดความร้อน เมื่ออุณหภูมิลดลง สภาวะสมดุลจะเปลี่ยนไปสู่ปฏิกิริยาคายความร้อน

เปลี่ยนความดัน เมื่อความดันเพิ่มขึ้น สภาวะสมดุลจะเปลี่ยนไปในทิศทางที่จำนวนโมเลกุลลดลง เมื่อความดันลดลง สภาวะสมดุลจะเปลี่ยนไปในทิศทางของการเพิ่มจำนวนโมเลกุล