ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ
Частина І. ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ
Розділ 4. ШВИДКІСТЬ ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ.
§ 4.1. Швидкість хімічних реакцій
Суть хімічних реакцій зводиться до розриву зв’язків у вихідних речовинах і виникнення нових зв’язків у продуктах реакції. При цьому загальне число атомів кожного елемента до і після реакції залишається сталим. Оскільки утворення зв’язків відбувається з виділенням, а розрив зв’язків – з поглинанням енергії, то хімічні реакції супроводжуються енергетичними
Зі швидкістю реакцій пов’язані уявлення про перетворення речовин, а також економічна ефективність їх добування у промислових масштабах. Учення про швидкість і механізми хімічних реакцій називається хімічною кінетикою.
Під швидкістю хімічної реакції розуміють зміну концентрації однієї з реагуючих речовин за одиницю часу за незмінного об’єму системи.
При цьому
Розглянемо в загальному вигляді швидкість реакції, що відбувається за рівнянням
А + В = С + D. (I)
В міру витрачання речовини А швидкість реакції зменшується (як це показано на рис. 4.1). Звідси випливає, що швидкість реакції можна визначити лише для деякого проміжку часу. Оскільки концентрація речовини А в момент часу t1 вимірюється величиною c1, а в момент t2 – величиною c2, то за проміжок часу ∆t = t2 – t1 зміна концентрації речовин становитиме ∆c = c2 – с1, звідки можна визначити середню швидкість реакції (v):
Рис. 4.1. Зміна концентрації реагуючої речовини з часом
Знак “мінус” ставимо тому, що, незважаючи на зменшення концентрації речовини А і, отже, на від’ємне значення різниці c2 – с1, швидкість реакції може бути тільки додатною величиною. Можна також стежити за зміною концентрації одного з продуктів реакції – речовин С або D; вона під час реакції збільшуватиметься, і тому в правій частині рівняння треба ставити знак “плюс”.
Оскільки швидкість реакції весь час змінюється, то в хімічній кінетиці розглядають тільки дійсну швидкість реакції v), тобто швидкість у даний момент часу.