Ano ang katangian ng mga tumutugon na sangkap. Mga salik na nakakaapekto sa bilis ng isang kemikal na reaksyon

Mga pamamaraan ng kemikal

Mga pisikal na pamamaraan

Mga pamamaraan para sa pagsukat ng bilis ng reaksyon

Sa halimbawa sa itaas, ang rate ng reaksyon sa pagitan ng calcium carbonate at acid ay sinusukat sa pamamagitan ng pag-aaral sa dami ng gas na inilabas bilang isang function ng oras. Ang pang-eksperimentong data sa mga rate ng reaksyon ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagsukat ng iba pang dami.

Kung ang kabuuang halaga ng mga gas na sangkap ay nagbabago sa panahon ng isang reaksyon, ang pag-unlad nito ay maaaring masubaybayan sa pamamagitan ng pagsukat ng presyon ng gas sa isang pare-parehong dami. Sa mga kaso kung saan ang isa sa mga panimulang materyales o isa sa mga produkto ng reaksyon ay may kulay, ang pag-usad ng reaksyon ay maaaring subaybayan sa pamamagitan ng pagmamasid sa pagbabago ng kulay ng solusyon. Ang isa pang optical na paraan ay upang sukatin ang pag-ikot ng eroplano ng polariseysyon ng liwanag (kung ang mga panimulang materyales at mga produkto ng reaksyon ay may iba't ibang mga umiikot na kapangyarihan).

Ang ilang mga reaksyon ay sinamahan ng pagbabago sa bilang ng mga ion sa solusyon. Sa ganitong mga kaso, ang rate ng reaksyon ay maaaring pag-aralan sa pamamagitan ng pagsukat ng electrical conductivity ng solusyon. Ang susunod na kabanata ay titingnan ang ilang iba pang mga electrochemical technique na maaaring magamit upang sukatin ang mga rate ng reaksyon.

Ang pag-usad ng isang reaksyon ay maaaring masubaybayan sa pamamagitan ng pagsukat ng konsentrasyon ng isa sa mga kalahok ng reaksyon sa paglipas ng panahon gamit ang iba't ibang paraan ng pagsusuri ng kemikal. Ang reaksyon ay isinasagawa sa isang thermostated na sisidlan. Sa ilang mga agwat, ang isang sample ng solusyon (o gas) ay kinuha mula sa sisidlan at ang konsentrasyon ng isa sa mga bahagi ay tinutukoy. Upang makakuha ng maaasahang mga resulta, mahalagang walang reaksyon na magaganap sa sample na kinuha para sa pagsusuri. Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng chemically binding isa sa mga reagents, biglaang paglamig o diluting ang solusyon.

Ipinakikita ng mga eksperimental na pag-aaral na ang bilis ng reaksyon ay nakasalalay sa ilang mga kadahilanan. Isaalang-alang muna natin ang impluwensya ng mga salik na ito sa isang antas ng husay.

1.Ang likas na katangian ng mga reacting substance. Mula sa pagsasanay sa laboratoryo alam natin na ang neutralisasyon ng isang acid na may base

H + + OH – ® H 2 O

pakikipag-ugnayan ng mga asing-gamot sa pagbuo ng isang bahagyang natutunaw na tambalan

Ag + + Cl – ® AgCl

at iba pang mga reaksyon sa mga solusyon sa electrolyte ay nangyayari nang napakabilis. Ang oras na kinakailangan upang makumpleto ang mga naturang reaksyon ay sinusukat sa millisecond at kahit microseconds. Ito ay lubos na nauunawaan, dahil ang kakanyahan ng naturang mga reaksyon ay ang diskarte at kumbinasyon ng mga sisingilin na particle na may mga singil ng kabaligtaran na tanda.

Kabaligtaran sa mga ionic na reaksyon, ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula ng covalently bond ay kadalasang nangyayari nang mas mabagal. Sa katunayan, sa panahon ng reaksyon sa pagitan ng naturang mga particle, ang mga bono sa mga molekula ng mga panimulang sangkap ay dapat masira. Upang gawin ito, ang mga nagbabanggaan na molekula ay dapat magkaroon ng isang tiyak na halaga ng enerhiya. Bilang karagdagan, kung ang mga molekula ay sapat na kumplikado, upang ang isang reaksyon ay maganap sa pagitan nila, sila ay dapat na nakatuon sa isang tiyak na paraan sa espasyo.

2. Konsentrasyon ng mga reactant. Ang bilis ng isang kemikal na reaksyon, ang iba pang mga bagay ay pantay-pantay, ay nakasalalay sa bilang ng mga banggaan ng mga tumutugon na particle sa bawat yunit ng oras. Ang posibilidad ng banggaan ay depende sa bilang ng mga particle sa bawat dami ng yunit, i.e. sa konsentrasyon. Samakatuwid, ang rate ng reaksyon ay tumataas sa pagtaas ng konsentrasyon.

3. Pisikal na estado mga sangkap. Sa mga homogenous system, ang rate ng reaksyon ay nakasalalay sa bilang ng mga banggaan ng butil dami ng solusyon(o gas). Sa mga heterogenous system, nangyayari ang pakikipag-ugnayan ng kemikal sa interface. Ang pagtaas ng lugar sa ibabaw ng isang solid kapag ito ay durog ay ginagawang mas madali para sa mga tumutugon na particle na maabot ang mga particle ng solid, na humahantong sa isang makabuluhang acceleration ng reaksyon.

4. Temperatura ay may malaking epekto sa rate ng iba't ibang kemikal at biological na proseso. Habang tumataas ang temperatura, tumataas ang kinetic energy ng mga particle, at, dahil dito, tumataas ang proporsyon ng mga particle na ang enerhiya ay sapat para sa pakikipag-ugnayan ng kemikal.

5. Steric na kadahilanan nailalarawan ang pangangailangan para sa magkaparehong oryentasyon ng mga tumutugon na mga particle. Ang mas kumplikadong mga molekula, mas malamang na sila ay maayos na nakatuon, at hindi gaanong mahusay ang mga banggaan.

6. Pagkakaroon ng mga catalyst.Ang mga katalista ay mga sangkap na ang presensya ay nagbabago sa bilis ng isang kemikal na reaksyon. Ipinakilala sa sistema ng reaksyon sa mga maliliit na dami at nananatiling hindi nagbabago pagkatapos ng reaksyon, sila ay may kakayahang lubos na baguhin ang bilis ng proseso.

Ang pangunahing mga kadahilanan kung saan nakasalalay ang rate ng reaksyon ay tatalakayin nang mas detalyado sa ibaba.

Ang bilis ng isang kemikal na reaksyon ay nakasalalay sa mga sumusunod na salik:

1) Ang likas na katangian ng mga tumutugon na sangkap.

2) Ang contact surface ng mga reagents.

3) Konsentrasyon ng mga reactant.

4) Temperatura.

5) Pagkakaroon ng mga catalyst.

Ang rate ng mga heterogenous na reaksyon ay nakasalalay din sa:

a) ang laki ng interface ng phase (na may pagtaas sa interface ng phase, ang rate ng mga heterogenous na reaksyon ay tumataas);

b) ang rate ng supply ng mga tumutugon na sangkap sa interface ng phase at ang rate ng pag-alis ng mga produkto ng reaksyon mula dito.

Mga salik na nakakaapekto sa bilis ng isang kemikal na reaksyon:

1. Kalikasan ng mga reagents. Ang likas na katangian ng mga bono ng kemikal sa mga compound at ang istraktura ng kanilang mga molekula ay may mahalagang papel. Halimbawa, ang paglabas ng hydrogen sa pamamagitan ng zinc mula sa isang solusyon ng hydrochloric acid ay nangyayari nang mas mabilis kaysa sa isang solusyon ng acetic acid, dahil ang polarity ng H-C1 bond ay mas malaki kaysa sa O-H bond sa CH 3 COOH molecule, sa ibang salita, dahil sa ang katunayan na ang HCl - ay isang malakas na electrolyte, at ang CH 3 COOH ay isang mahinang electrolyte sa may tubig na solusyon.

2. Makipag-ugnay sa ibabaw ng mga reagents. Kung mas malaki ang contact surface ng mga reacting substance, mas mabilis ang reaksyon. Ang ibabaw na lugar ng mga solid ay maaaring tumaas sa pamamagitan ng paggiling sa kanila, at para sa mga natutunaw na sangkap sa pamamagitan ng pagtunaw sa kanila. Ang mga reaksyon sa mga solusyon ay nangyayari halos kaagad.

3. Konsentrasyon ng mga reagents. Para maganap ang pakikipag-ugnayan, dapat magbanggaan ang mga particle ng mga tumutugon na sangkap sa isang homogenous na sistema. Kapag tumaas konsentrasyon ng mga reactant tumataas ang bilis ng mga reaksyon. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na habang ang dami ng sangkap sa bawat dami ng yunit ay tumataas, ang bilang ng mga banggaan sa pagitan ng mga particle ng mga tumutugon na sangkap ay tumataas. Ang bilang ng mga banggaan ay proporsyonal sa bilang ng mga particle ng reacting substance sa dami ng reactor, ibig sabihin, ang kanilang mga molar concentrations.

Ang dami ng pag-asa ng rate ng reaksyon sa konsentrasyon ng mga reactant ay ipinahayag batas ng aksyong masa (Guldberg at Waage, Norway, 1867): ang rate ng isang kemikal na reaksyon ay proporsyonal sa produkto ng mga konsentrasyon ng mga reacting substance.

Para sa reaksyon:

aA + bB ↔ cC + dD

ang rate ng reaksyon alinsunod sa batas ng mass action ay katumbas ng:

υ = k[A]υ a ·[B]υ b,(9)

kung saan ang [A] at [B] ay ang mga konsentrasyon ng mga panimulang sangkap;

k-pare-pareho ang rate ng reaksyon, na katumbas ng rate ng reaksyon sa mga konsentrasyon ng mga reactant [A] = [B] = 1 mol/l.

Ang pare-pareho ang rate ng reaksyon ay nakasalalay sa likas na katangian ng mga reactant, temperatura, ngunit ay hindi nakasalalay sa konsentrasyon ng mga sangkap.

Ang ekspresyong (9) ay tinatawag kinetic equation ng reaksyon. Kasama sa kinetic equation ang mga konsentrasyon ng mga gas at dissolved substance, ngunit hindi kasama ang mga konsentrasyon ng solid substance:

2SO 2 (g) + O 2 (g) = 2SO 3 (g); υ = k 2 · [O 2];

CuO (tv.) + H 2 (g) = Cu (tv.) + H 2 O (g); υ = k.

Gamit ang kinetic equation, maaari mong kalkulahin kung paano nagbabago ang rate ng reaksyon kapag nagbabago ang konsentrasyon ng mga reactant.

Ang impluwensya ng katalista.

5. Temperatura ng reaksyon. Aktibong teorya ng banggaan

Upang maganap ang isang elementarya na pagkilos ng pakikipag-ugnayan ng kemikal, ang mga tumutugong particle ay dapat magbanggaan sa isa't isa. Gayunpaman, hindi lahat ng banggaan ay nagreresulta sa isang kemikal na reaksyon. Ang pakikipag-ugnayan ng kemikal ay nangyayari kapag ang mga particle ay lumalapit sa mga distansya kung saan ang muling pamamahagi ng density ng elektron at ang pagbuo ng mga bagong kemikal na bono ay posible. Ang mga nakikipag-ugnayan na mga particle ay dapat magkaroon ng sapat na enerhiya upang madaig ang mga salungat na pwersa na lumabas sa pagitan ng kanilang mga shell ng elektron.

Estado ng paglipat- isang estado ng sistema kung saan balanse ang pagkasira at paglikha ng mga koneksyon. Ang sistema ay nananatili sa isang estado ng paglipat para sa isang maikling panahon (10-15 s). Ang enerhiya na dapat gugulin upang dalhin ang sistema sa isang estado ng paglipat ay tinatawag activation energy. Sa mga multistep na reaksyon na kinabibilangan ng ilang mga transition state, ang activation energy ay tumutugma sa pinakamataas na halaga ng enerhiya. Matapos mapagtagumpayan ang estado ng paglipat, muling nagkalat ang mga molekula sa pagkasira ng mga lumang bono at pagbuo ng mga bago o sa pagbabago ng orihinal na mga bono. Ang parehong mga pagpipilian ay posible, dahil nangyayari ito sa pagpapalabas ng enerhiya. May mga sangkap na maaaring mabawasan ang activation energy para sa isang partikular na reaksyon.

Ang mga aktibong molekula A 2 at B 2 sa pagbangga ay nagsasama-sama sa isang intermediate active complex A 2 ... B 2 na may humihina at pagkatapos ay pumutok. A-A na mga koneksyon at B-B at pagpapalakas ng mga koneksyon ng A-B.

Ang "activation energy" ng reaksyon para sa pagbuo ng НI (168 kJ/mol) ay makabuluhang mas mababa kaysa sa enerhiya na kinakailangan upang ganap na masira ang bono sa mga paunang molekula ng Н2 at I2 (571 kJ/mol). Samakatuwid, ang reaksyon path sa pamamagitan ng pagbuo aktibo (na-activate) na kumplikado energetically mas kanais-nais kaysa sa landas sa pamamagitan ng kumpletong pagkalagot ng mga bono sa orihinal na mga molekula. Ang karamihan sa mga reaksyon ay nangyayari sa pamamagitan ng pagbuo ng mga intermediate active complex. Ang mga prinsipyo ng teorya ng aktibong kumplikado ay binuo nina G. Eyring at M. Polyani noong 30s ng ika-20 siglo.

Pag-activate ng enerhiya kumakatawan sa labis na kinetic energy ng mga particle na may kaugnayan sa average na enerhiya na kinakailangan para sa pagbabagong kemikal ng mga nagbabanggaan na particle. Ang mga reaksyon ay nailalarawan sa pamamagitan ng iba't ibang mga activation energies (E a). Sa karamihan ng mga kaso, ang activation energy ng mga kemikal na reaksyon sa pagitan ng mga neutral na molekula ay mula 80 hanggang 240 kJ/mol. Para sa mga halaga ng proseso ng biochemical E a madalas na mas mababa - hanggang sa 20 kJ / mol. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang karamihan sa mga proseso ng biochemical ay nagpapatuloy sa yugto ng mga enzyme-substrate complex. Nililimitahan ng mga hadlang sa enerhiya ang reaksyon. Dahil dito, sa prinsipyo, posibleng mga reaksyon (na may Q< 0) практически всегда не протекают или замедляются. Реакции с энергией активации выше 120 кДж/моль настолько медленны, что их протекание трудно заметить.

Para sa isang reaksyon na mangyari, ang mga molekula ay dapat na nakatuon sa isang tiyak na paraan at may sapat na enerhiya kapag sila ay nagbanggaan. Ang posibilidad ng tamang oryentasyon ng banggaan ay nailalarawan sa pamamagitan ng activation entropy ∆S a. Ang muling pamamahagi ng densidad ng elektron sa aktibong complex ay pinapaboran ng kondisyon kapag, sa pagbangga, ang mga molekula A 2 at B 2 ay nakatuon, tulad ng ipinapakita sa Fig. 3a, samantalang kasama ang oryentasyong ipinapakita sa Fig. 3b, ang posibilidad ng reaksyon ay mas mababa pa - sa Fig. 3c.

kanin. 3. Paborable (a) at hindi pabor (b, c) na oryentasyon ng mga molekula A 2 at B 2 sa pagbangga

Ang equation na nagpapakilala sa dependence ng rate at reaksyon sa temperatura, activation energy at activation entropy ay may anyo:

(10)

saan k- pare-pareho ang rate ng reaksyon;

A- sa unang pagtataya, ang kabuuang bilang ng mga banggaan sa pagitan ng mga molekula bawat yunit ng oras (segundo) bawat dami ng yunit;

e- ang base ng natural logarithms;

R- unibersal na pare-pareho ng gas;

T- ganap na temperatura;

E a- activation enerhiya;

∆S a- pagbabago sa activation entropy.

Ang equation (11) ay hinango ni Arrhenius noong 1889. Pre-exponential factor A proporsyonal sa kabuuang bilang ng mga banggaan sa pagitan ng mga molekula bawat yunit ng oras. Ang dimensyon nito ay tumutugma sa dimensyon ng pare-pareho ang rate at depende sa kabuuang pagkakasunud-sunod ng reaksyon.

Exhibitor katumbas ng proporsyon ng mga aktibong banggaan mula sa kanilang kabuuang bilang, i.e. ang nagbabanggaan na mga molekula ay dapat magkaroon ng sapat na enerhiya ng pakikipag-ugnayan. Ang posibilidad ng kanilang nais na oryentasyon sa sandali ng epekto ay proporsyonal sa .

Kapag tinatalakay ang batas ng mass action para sa bilis (9), ito ay partikular na nakasaad na ang rate constant ay isang pare-parehong halaga na hindi nakasalalay sa mga konsentrasyon ng mga reagents. Ipinapalagay na ang lahat ng mga pagbabagong kemikal ay nangyayari sa isang pare-parehong temperatura. Kasabay nito, ang rate ng pagbabagong-anyo ng kemikal ay maaaring magbago nang malaki sa pagbaba o pagtaas ng temperatura. Mula sa punto ng view ng batas ng mass action, ang pagbabagong ito sa bilis ay dahil sa pag-asa sa temperatura ng pare-pareho ang rate, dahil ang mga konsentrasyon ng mga reacting substance ay bahagyang nagbabago lamang dahil sa thermal expansion o compression ng likido.

Ang pinaka-kilalang katotohanan ay ang rate ng mga reaksyon ay tumataas sa pagtaas ng temperatura. Ang ganitong uri ng pagdepende sa temperatura ng bilis ay tinatawag normal (Larawan 3 a). Ang ganitong uri ng pag-asa ay katangian ng lahat ng mga simpleng reaksyon.

kanin. 3. Mga uri ng pag-asa sa temperatura ng rate ng mga reaksiyong kemikal: a - normal;

b - abnormal; c - enzymatic

Gayunpaman, ang mga pagbabagong kemikal ay kilala na ngayon, ang rate ng kung saan ay bumababa sa pagtaas ng temperatura; ang ganitong uri ng pagdepende sa temperatura ng rate ay tinatawag na abnormal . Ang isang halimbawa ay ang gas-phase reaction ng nitrogen (II) oxide na may bromine (Fig. 3 b).

Ang partikular na interes sa mga manggagamot ay ang pag-asa sa temperatura ng rate ng mga reaksyon ng enzymatic, i.e. mga reaksyon na kinasasangkutan ng mga enzyme. Halos lahat ng mga reaksyon na nagaganap sa katawan ay kabilang sa klase na ito. Halimbawa, kapag ang hydrogen peroxide ay nabubulok sa presensya ng enzyme catalase, ang rate ng decomposition ay depende sa temperatura. Nasa hanay na 273-320 SA Ang pagdepende sa temperatura ay normal. Habang tumataas ang temperatura, tumataas ang bilis, at habang bumababa ang temperatura, bumababa ito. Kapag tumaas ang temperatura sa itaas 320 SA Mayroong isang matalim na maanomalyang pagbaba sa rate ng peroxide decomposition. Ang isang katulad na larawan ay nangyayari para sa iba pang mga reaksyon ng enzymatic (Larawan 3c).

Mula sa Arrhenius equation para sa k ito ay malinaw na, dahil T kasama sa exponent, ang rate ng isang kemikal na reaksyon ay napaka-sensitibo sa mga pagbabago sa temperatura. Ang pag-asa ng rate ng isang homogenous na reaksyon sa temperatura ay maaaring ipahayag ng panuntunan ng van't Hoff, ayon sa kung saan sa bawat 10° na pagtaas sa temperatura, ang rate ng reaksyon ay tumataas ng 2-4 na beses; ang isang numero na nagpapakita kung gaano karaming beses na tumaas ang rate ng isang ibinigay na reaksyon sa pagtaas ng temperatura ng 10° ay tinatawag koepisyent ng temperatura ng rate ng reaksyon -γ.

Ang panuntunang ito ay ipinahayag sa matematika ng sumusunod na formula:

(12)

kung saan ang γ ay ang koepisyent ng temperatura, na nagpapakita kung gaano karaming beses tumataas ang rate ng reaksyon kapag tumaas ang temperatura ng 10 0; υ 1 –t 1 ; υ 2 – rate ng reaksyon sa temperatura t2.

Habang tumataas ang temperatura sa isang pag-unlad ng arithmetic, tumataas ang bilis sa isang geometric na pag-unlad.

Halimbawa, kung γ = 2.9, pagkatapos ay sa pagtaas ng temperatura ng 100° ang rate ng reaksyon ay tumataas ng 2.9 10 beses, i.e. 40 libong beses. Ang mga paglihis mula sa panuntunang ito ay mga biochemical na reaksyon, ang bilis ng pagtaas ng sampu-sampung beses na may bahagyang pagtaas sa temperatura. Ang panuntunang ito ay wasto lamang sa isang magaspang na pagtatantya. Ang mga reaksyon na kinasasangkutan ng malalaking molekula (protina) ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang malaking koepisyent ng temperatura. Ang rate ng denaturation ng protina (egg albumin) ay tumataas ng 50 beses na may pagtaas sa temperatura ng 10 °C. Matapos maabot ang isang tiyak na maximum (50-60 °C), ang rate ng reaksyon ay bumababa nang husto bilang resulta ng thermal denaturation ng protina.

Para sa maraming mga reaksiyong kemikal ang batas ng mass action para sa bilis ay hindi alam. Sa ganitong mga kaso, maaaring gamitin ang expression upang ilarawan ang pagdepende sa temperatura ng rate ng conversion:

Pre-exponent At kasama ang ay hindi nakasalalay sa temperatura, ngunit depende sa konsentrasyon. Ang yunit ng pagsukat ay mol/l∙s.

Ang theoretical dependence ay nagpapahintulot sa bilis na makalkula nang maaga sa anumang temperatura kung ang activation energy at pre-exponential ay kilala. Kaya, ang impluwensya ng temperatura sa rate ng pagbabagong-anyo ng kemikal ay hinuhulaan.

Mga kumplikadong reaksyon

Ang prinsipyo ng kalayaan. Ang lahat ng tinalakay sa itaas ay nauugnay sa medyo simpleng mga reaksyon, ngunit sa kimika ang tinatawag na kumplikadong mga reaksyon ay madalas na nakatagpo. Kasama sa mga naturang reaksyon ang mga tinalakay sa ibaba. Kapag kumukuha ng mga kinetic equation para sa mga reaksyong ito, ginagamit ang prinsipyo ng kalayaan: Kung maraming mga reaksyon ang nangyari sa isang sistema, ang bawat isa sa kanila ay independiyente sa iba at ang rate nito ay proporsyonal sa produkto ng mga konsentrasyon ng mga reactant nito.

Mga parallel na reaksyon- Ito ay mga reaksyon na nangyayari nang sabay-sabay sa ilang direksyon.

Ang thermal decomposition ng potassium chlorate ay nangyayari nang sabay-sabay sa dalawang reaksyon:

Mga sunud-sunod na reaksyon- Ito ay mga reaksyong nagaganap sa ilang yugto. Ito ang karamihan sa mga reaksyon sa kimika.

.

Conjugate reaksyon. Kung maraming mga reaksyon ang nangyari sa isang sistema at ang paglitaw ng isa sa mga ito ay imposible nang wala ang isa pa, kung gayon ang mga reaksyong ito ay tinatawag na conjugated , at ang kababalaghan mismo - sa pamamagitan ng induction .

2HI + H 2 CrO 4 → I 2 + Cr 2 O 3 + H 2 O.

Ang reaksyong ito ay halos hindi sinusunod sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ngunit kung ang FeO ay idinagdag sa system, ang sumusunod na reaksyon ay nangyayari:

FeO + H 2 CrO 4 → Fe 2 O 3 + Cr 2 O 3 + H 2 O

at sa parehong oras ang unang reaksyon ay nangyayari. Ang dahilan nito ay ang pagbuo sa pangalawang reaksyon ng mga intermediate na produkto na kasangkot sa unang reaksyon:

FeO 2 + H 2 CrO 4 → Cr 2 O 3 + Fe 5+;

HI + Fe 5+ → Fe 2 O 3 + I 2 + H 2 O.

Induction ng kemikal- isang kababalaghan kung saan ang isang kemikal na reaksyon (pangalawang) ay nakasalalay sa isa pa (pangunahing).

A+ SA- pangunahin reaksyon,

A+C- pangalawa reaksyon,

pagkatapos si A ay isang activator, SA- inductor, C - acceptor.

Sa panahon ng induction ng kemikal, hindi katulad ng catalysis, bumababa ang mga konsentrasyon ng lahat ng mga kalahok sa reaksyon.

Induction factor tinutukoy mula sa sumusunod na equation:

.

Depende sa magnitude ng induction factor, posible ang mga sumusunod na kaso.

ako > 0 - proseso ng pamamasa. Bumababa ang rate ng reaksyon sa paglipas ng panahon.

ako < 0 - ускоряющийся процесс. Скорость реакции увеличи­вается со временем.

Ang kababalaghan ng induction ay mahalaga dahil sa ilang mga kaso ang enerhiya ng pangunahing reaksyon ay maaaring magbayad para sa enerhiya na natupok sa pangalawang reaksyon. Para sa kadahilanang ito, halimbawa, lumalabas na thermodynamically posible na mag-synthesize ng mga protina sa pamamagitan ng polycondensation ng mga amino acid.

Mga chain reaction. Kung ang isang kemikal na reaksyon ay nagpapatuloy sa pagbuo ng mga aktibong particle (ions, radicals), na, sa pagpasok ng mga kasunod na reaksyon, ay nagiging sanhi ng paglitaw ng mga bagong aktibong particle, kung gayon ang pagkakasunud-sunod ng mga reaksyon na ito ay tinatawag na chain reaction.

Ang pagbuo ng mga libreng radikal ay nauugnay sa paggasta ng enerhiya upang masira ang mga bono sa molekula. Ang enerhiya na ito ay maaaring maibigay sa mga molekula sa pamamagitan ng pag-iilaw, paglabas ng kuryente, pag-init, pag-iilaw sa mga neutron, α- at β-particle. Upang magsagawa ng mga reaksyon ng kadena sa mababang temperatura, ang mga initiator ay ipinakilala sa pinaghalong reaksyon - mga sangkap na madaling bumubuo ng mga radikal: sodium vapor, organic peroxide, yodo, atbp.

Ang reaksyon ng pagbuo ng hydrogen chloride mula sa mga simpleng compound, na isinaaktibo ng liwanag.

Kabuuang reaksyon:

H 2 + C1 2 2HC1.

Mga indibidwal na yugto:

Сl 2 2Сl∙ photoactivation ng chlorine (pagsisimula)

Cl∙ + H 2 = HCl + H∙ chain development

H∙ + Cl 2 = HCl + Cl∙, atbp.

H∙ + Cl∙ = HCl bukas na circuit

Dito ang H∙ at Cl∙ ay mga aktibong particle (radical).

Sa mekanismo ng reaksyong ito, maaaring makilala ang tatlong grupo ng mga elementarya. Ang una ay isang photochemical reaction chain nucleation. Ang mga molekula ng klorin, na sumisipsip ng isang light quantum, ay naghihiwalay sa mga libreng atomo na lubos na reaktibo. Kaya, sa panahon ng nucleation ng isang chain, ang pagbuo ng mga libreng atoms o radicals mula sa valence-saturated molecule ay nangyayari. Ang proseso ng chain nucleation ay tinatawag din pagtanggap sa bagong kasapi. Ang mga atomo ng klorin, na may hindi magkapares na mga electron, ay nagagawang tumugon sa molecular hydrogen, na bumubuo ng mga molekula ng hydrogen chloride at atomic hydrogen. Ang atomic hydrogen, naman, ay nakikipag-ugnayan sa isang chlorine molecule, bilang isang resulta kung saan ang isang hydrogen chloride molecule at atomic chlorine ay muling nabuo, atbp.

Ang mga prosesong ito, na nailalarawan sa pamamagitan ng pag-uulit ng parehong mga elementarya na yugto (mga link) at pagpapatuloy sa pangangalaga ng mga libreng radikal, ay humantong sa pagkonsumo ng mga panimulang sangkap at pagbuo ng mga produkto ng reaksyon. Ang ganitong mga grupo ng mga reaksyon ay tinatawag mga reaksyon ng pag-unlad (o pagpapatuloy) ng kadena.

Ang yugto ng chain reaction kung saan nangyayari ang pagkamatay ng mga free radical ay tinatawag bukas na circuit. Ang pagwawakas ng kadena ay maaaring mangyari bilang isang resulta ng recombination ng mga libreng radical, kung ang enerhiya na inilabas sa panahon ng prosesong ito ay maaaring ibigay sa ilang ikatlong katawan: ang pader ng sisidlan o mga molekula ng inert impurities (yugto 4, 5). Iyon ang dahilan kung bakit ang rate ng mga reaksyon ng kadena ay napaka-sensitibo sa pagkakaroon ng mga impurities, sa hugis at sukat ng sisidlan, lalo na sa mababang presyon.

Ang bilang ng mga elementary link mula sa sandaling magsimulang masira ang kadena ay tinatawag na haba ng kadena. Sa halimbawang isinasaalang-alang, hanggang sa 10 5 HCl molecules ay nabuo para sa bawat quantum ng liwanag.

Ang mga chain reaction kung saan walang "multiply" ng bilang ng mga free radical ay tinatawag walang sanga o simpleng chain reactions . Sa bawat elementarya na yugto ng isang walang sanga na proseso ng kadena, isang radikal ang "nagsilang" sa isang molekula ng produkto ng reaksyon at isang bagong radikal lamang (Larawan 41).

Iba pang mga halimbawa ng simpleng chain reaction: a) chlorination ng paraffin hydrocarbons Cl∙ + CH 4 → CH 3 ∙ + HC1; CH 3 ∙ + Cl - → CH 3 Cl + Cl ∙ atbp.; b) mga reaksyon ng radikal na polymerization, halimbawa, polymerization ng vinyl acetate sa pagkakaroon ng benzoyl peroxide, na madaling nabubulok sa mga radical; c) ang pakikipag-ugnayan ng hydrogen sa bromine, na nangyayari ayon sa isang mekanismo na katulad ng reaksyon ng chlorine na may hydrogen, na may mas maikling haba ng chain dahil sa endothermicity nito.

Kung, bilang isang resulta ng pagkilos ng paglago, dalawa o higit pang mga aktibong particle ang lumitaw, kung gayon ang chain reaction na ito ay branched.

Noong 1925, natuklasan ni N. N. Semenov at ng kanyang mga katuwang ang mga reaksyon na naglalaman ng mga elementarya na yugto, bilang isang resulta kung saan hindi isa, ngunit maraming mga chemically active particle - mga atom o radical - ang lilitaw. Ang paglitaw ng ilang mga bagong free radical ay humahantong sa paglitaw ng ilang mga bagong chain, i.e. isang sanga ng kadena. Ang ganitong mga proseso ay tinatawag na branched chain reactions (Fig. 42).

Ang isang halimbawa ng isang napakasanga na proseso ng chain ay ang oksihenasyon ng hydrogen sa mababang presyon at temperatura na humigit-kumulang 900°C. Ang mekanismo ng reaksyon ay maaaring isulat bilang mga sumusunod.

1. H 2 + O 2 OH∙ + OH∙ chain initiation

2. OH∙ + H2 → H2O + H∙ pagbuo ng chain

3. H∙ + O 2 → OH∙ + O: chain branching

4. O: + H 2 → OH∙ +H∙

5. OH∙ +H 2 → H 2 O + H∙ pagpapatuloy ng chain

6. Н∙ + Н∙ + pader → Н 2 bukas na circuit sa dingding ng sisidlan

7. H∙ + O 2 + M → HO 2 ∙ + M bukas na circuit sa volume.

Ang M ay isang inert molecule. Ang radikal na HO 2 ∙, na nabuo sa panahon ng triple collision, ay hindi aktibo at hindi maaaring magpatuloy sa chain.

Sa unang yugto ng proseso, ang mga hydroxyl radical ay nabuo, na tinitiyak ang pagbuo ng isang simpleng kadena. Sa ikatlong yugto, bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan sa orihinal na molekula ng isang radikal, dalawang radikal ang nabuo, at ang oxygen atom ay may dalawang libreng valence. Tinitiyak nito ang pagsasanga ng kadena.

Bilang resulta ng chain branching, ang rate ng reaksyon ay mabilis na tumataas sa unang yugto ng panahon, at ang proseso ay nagtatapos sa isang chain ignition-explosion. Gayunpaman, ang mga branched chain reaction ay nagtatapos lamang sa pagsabog kapag ang rate ng pagsanga ay mas malaki kaysa sa rate ng pagwawakas ng chain. Kung hindi, mabagal ang proseso.

Kapag nagbago ang mga kondisyon ng reaksyon (mga pagbabago sa presyon, temperatura, komposisyon ng pinaghalong, laki at kondisyon ng mga dingding ng daluyan ng reaksyon, atbp.), ang isang paglipat mula sa isang mabagal na reaksyon sa isang pagsabog ay maaaring mangyari at vice versa. Kaya, sa mga reaksyon ng kadena ay may mga limitasyon (kritikal) na mga estado kung saan nangyayari ang pag-aapoy ng kadena, mula sa kung saan ang thermal ignition na nangyayari sa mga reaksyon ng exothermic bilang resulta ng patuloy na pagtaas ng pag-init ng tumutugon na pinaghalong may mahinang pag-alis ng init ay dapat na makilala.

Ang oksihenasyon ng mga singaw ng sulfur, phosphorus, carbon monoxide (II), carbon disulfide, atbp ay nangyayari sa pamamagitan ng isang branched chain na mekanismo.

Ang modernong teorya ng mga proseso ng kadena ay binuo ng mga nagwagi ng Nobel Prize (1956) Sobyet na akademiko na si N. N. Semenov at Ingles na siyentipiko na si Hinshelwood.

Ang mga reaksyon ng chain ay dapat na makilala mula sa mga catalytic na reaksyon, bagaman ang huli ay paikot din sa kalikasan. Ang pinaka makabuluhang pagkakaiba sa pagitan ng mga reaksyon ng kadena at mga catalytic ay na sa isang mekanismo ng kadena, ang reaksyon ay maaaring dumaloy sa direksyon ng pagtaas ng enerhiya ng system dahil sa mga kusang reaksyon. Ang isang katalista ay hindi nagiging sanhi ng isang thermodynamically imposibleng reaksyon. Bilang karagdagan, sa mga catalytic na reaksyon ay walang mga yugto ng proseso tulad ng chain nucleation at chain termination.

Mga reaksyon ng polimerisasyon. Ang isang espesyal na kaso ng isang chain reaction ay isang polymerization reaction.

Polimerisasyon ay isang proseso kung saan ang reaksyon ng mga aktibong particle (radical, ions) na may mababang molekular na compound (monomer) ay sinamahan ng sunud-sunod na pagdaragdag ng huli na may pagtaas sa haba ng materyal na kadena (haba ng molekula), ibig sabihin, na may ang pagbuo ng isang polimer.

Mga monomer ay mga organikong compound, kadalasang naglalaman ng mga unsaturated (doble, triple) na mga bono sa molekula.

Mga pangunahing yugto ng proseso ng polimerisasyon:

1. Pagtanggap sa bagong kasapi(sa ilalim ng impluwensya ng liwanag, init, atbp.):

A: A→A" + A"- homolytic decomposition na may pagbuo ng mga radical (aktibong valence-unsaturated na mga particle).

A: B→ A - + B +- heterolytic decomposition na may pagbuo ng mga ions.

2. Taas ng chain: A" + M→ AM"

(o A - + M→ AM", o SA + + M→ VM +).

3. Buksan ang circuit: AM" + AM"→ polimer

(o AM" + B +→ polimer, VM + + A"→ polimer).

Ang bilis ng isang proseso ng chain ay palaging mas malaki kaysa sa isang hindi-chain na proseso.

Sa buhay, nakakaranas tayo ng iba't ibang mga reaksiyong kemikal. Ang ilan sa kanila, tulad ng kalawang ng bakal, ay maaaring tumagal ng ilang taon. Ang iba, tulad ng pagbuburo ng asukal sa alkohol, ay tumatagal ng ilang linggo. Ang kahoy na panggatong sa isang kalan ay nasusunog sa loob ng ilang oras, at ang gasolina sa isang makina ay nasusunog sa isang segundo.

Upang bawasan ang mga gastos sa kagamitan, pinapataas ng mga planta ng kemikal ang bilis ng mga reaksyon. At ang ilang mga proseso, halimbawa, pagkasira ng pagkain at kaagnasan ng metal, ay kailangang pabagalin.

Rate ng reaksyon ng kemikal maaaring ipahayag bilang pagbabago sa dami ng bagay (n, modulo) bawat yunit ng oras (t) - ihambing ang bilis ng gumagalaw na katawan sa pisika bilang pagbabago sa mga coordinate bawat yunit ng oras: υ = Δx/Δt. Upang ang bilis ay hindi nakasalalay sa dami ng sisidlan kung saan nagaganap ang reaksyon, hinahati namin ang expression sa dami ng mga tumutugon na sangkap (v), i.e. nakukuha namin pagbabago sa dami ng sangkap sa bawat yunit ng oras bawat dami ng yunit, o pagbabago sa konsentrasyon ng isa sa mga sangkap sa bawat yunit ng oras:

n 2 − n 1 Δn
υ = –––––––––– = –––––––– = Δс/Δt (1)
(t 2 − t 1) v Δt v

kung saan ang c = n / v ay ang konsentrasyon ng sangkap,

Ang Δ (basahin ang "delta") ay isang pangkalahatang tinatanggap na pagtatalaga para sa pagbabago sa halaga.

Kung ang mga sangkap ay may iba't ibang coefficient sa equation, ang rate ng reaksyon para sa bawat isa sa kanila na kinakalkula gamit ang formula na ito ay magkakaiba. Halimbawa, ang 2 moles ng sulfur dioxide ay ganap na tumugon sa 1 mole ng oxygen sa loob ng 10 segundo sa 1 litro:

2SO2 + O2 = 2SO3

Ang rate ng oxygen ay magiging: υ = 1: (10 1) = 0.1 mol/l s

Bilis para sa sulfur dioxide: υ = 2: (10 1) = 0.2 mol/l s- ito ay hindi kailangang isaulo at sabihin sa panahon ng pagsusulit, ang halimbawa ay ibinigay upang hindi malito kung ang tanong na ito ay lumitaw.

Ang rate ng mga heterogenous na reaksyon (na kinasasangkutan ng mga solido) ay madalas na ipinahayag sa bawat yunit ng lugar ng mga contact na ibabaw:

Δn
υ = –––––– (2)
Δt S

Ang mga reaksyon ay tinatawag na heterogenous kapag ang mga reaksyon ay nasa iba't ibang yugto:

• isang solid na may isa pang solid, likido o gas,
• dalawang hindi mapaghalo na likido
• likido na may gas.

Ang mga homogenous na reaksyon ay nangyayari sa pagitan ng mga sangkap sa isang yugto:

• sa pagitan ng maayos na pinaghalong likido,
• mga gas,
• mga sangkap sa mga solusyon.

Mga kondisyon na nakakaapekto sa bilis ng mga reaksiyong kemikal

1) Ang bilis ng reaksyon ay nakasalalay sa kalikasan ng mga reactant. Sa madaling salita, ang iba't ibang mga sangkap ay tumutugon sa iba't ibang mga rate. Halimbawa, ang zinc ay marahas na tumutugon sa hydrochloric acid, habang ang iron ay medyo mabagal.

2) Kung mas mataas ang bilis ng reaksyon, mas mabilis konsentrasyon mga sangkap. Ang zinc ay magre-react nang mas matagal sa isang mataas na dilute acid.

3) Ang bilis ng reaksyon ay tumataas nang malaki sa pagtaas temperatura. Halimbawa, para masunog ang gasolina, kinakailangan na mag-apoy ito, ibig sabihin, dagdagan ang temperatura. Para sa maraming reaksyon, ang 10°C na pagtaas sa temperatura ay sinamahan ng 2-4 na beses na pagtaas ng rate.

4) Bilis magkakaiba tumataas ang mga reaksyon sa pagtaas ibabaw ng mga reacting substance. Ang mga solido ay karaniwang giniling para sa layuning ito. Halimbawa, upang ang mga pulbos na bakal at asupre ay gumanti kapag pinainit, ang bakal ay dapat na nasa anyo ng pinong sawdust.

Mangyaring tandaan na sa sa kasong ito ang formula (1) ay ipinahiwatig! Ang pormula (2) ay nagpapahayag ng bilis sa bawat unit area, kaya hindi ito nakadepende sa lugar.

5) Ang rate ng reaksyon ay nakasalalay sa pagkakaroon ng mga catalyst o inhibitor.

Mga katalista- mga sangkap na nagpapabilis ng mga reaksiyong kemikal, ngunit hindi natupok. Ang isang halimbawa ay ang mabilis na pagkabulok ng hydrogen peroxide kasama ang pagdaragdag ng isang katalista - manganese (IV) oxide:

2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2

Ang Manganese(IV) oxide ay nananatili sa ibaba at maaaring magamit muli.

Inhibitor- mga sangkap na nagpapabagal sa reaksyon. Halimbawa, ang mga corrosion inhibitor ay idinaragdag sa isang water heating system upang mapahaba ang buhay ng mga tubo at baterya. Sa mga kotse, ang mga corrosion inhibitor ay idinaragdag sa preno at coolant fluid.

Ilan pang halimbawa.

Ang kaalaman sa mga rate ng mga reaksiyong kemikal ay may malaking teoretikal at praktikal na kahalagahan. Halimbawa, sa industriya ng kemikal, sa panahon ng paggawa ng isang substansiya, ang laki at produktibidad ng kagamitan at ang dami ng nagreresultang produkto ay nakasalalay sa rate ng reaksyon.

Ang iba't ibang mga reaksiyong kemikal ay may iba't ibang mga rate. Ang ilang mga reaksyon ay nangyayari sa loob ng isang bahagi ng isang segundo, habang ang iba ay tumatagal ng mga buwan o kahit na taon upang makumpleto. Ang bilis ng pag-aaral ng mga reaksiyong kemikal kinetika ng kemikal.

Ang mga pangunahing konsepto kung saan gumagana ang mga kinetika ng kemikal ay kemikal sistema At yugto:

• Sistema ng kemikal- sangkap (isang hanay ng mga sangkap);
• Bahagi ng kemikal- bahagi ng isang sistema na hiwalay sa iba pang mga bahagi interface.

Ang mga sistemang binubuo ng isang yugto ay tinatawag homogenous o homogenous, halimbawa, mga pinaghalong gas o solusyon. Ang mga reaksyong nagaganap sa mga homogenous na sistema ay tinatawag homogenous na reaksyon, ang mga ganitong reaksyon ay nangyayari sa buong dami ng pinaghalong.

Ang mga sistema na binubuo ng ilang mga yugto ay tinatawag magkakaiba o magkakaiba, halimbawa, likido + solid. Ang mga reaksyong nagaganap sa mga heterogenous na sistema ay tinatawag magkakaibang reaksyon, ang ganitong mga reaksyon ay nangyayari lamang sa interface.

Homogeneous na rate ng reaksyon

Ang rate ng isang homogenous na reaksyon ay ang dami ng substance (ν) na nabuo bilang isang resulta ng isang reaksyon sa bawat yunit ng oras (t) bawat yunit ng dami ng system (V):

• ν 1 - bilang ng mga moles ng substance sa oras t 1;
• ν 2 - bilang ng mga moles ng substance sa oras t 2;

Konsentrasyon ng mole-volume substance (C, mol/l) - ang ratio ng bilang ng mga moles ng substance (ν) sa buong volume ng reaction mixture (V): С=ν/V.

Ang rate ng isang homogenous na reaksyon ay katumbas ng pagbabago sa konsentrasyon ng reactant sa bawat yunit ng oras.

Kung pinag-uusapan natin ang konsentrasyon ng isa sa mga produkto ng reaksyon, ang isang "plus" na tanda ay inilalagay sa expression, kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa konsentrasyon ng isa sa mga orihinal na sangkap, ang isang "minus" na tanda ay inilalagay sa ang pagpapahayag.

Heterogenous na rate ng reaksyon

Tulad ng nabanggit sa itaas, ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga heterogenous na reaksyon at homogenous ay ang reaksyon ay nangyayari sa hangganan ng phase.

Ang rate ng isang heterogenous na reaksyon (v het) ay ang dami ng substance (ν) na nabuo bawat yunit ng oras (t) bawat unit interface surface (S).

Ang mga pangunahing kadahilanan na nakakaimpluwensya sa bilis ng mga reaksyon:

• ang likas na katangian ng mga reacting substance;
• konsentrasyon;
• temperatura;
• mga katalista;
• laki ng reagent particle;
• presyon.

Ang huling dalawang puntos ay nauugnay sa magkakaibang mga reaksyon.

Kalikasan ng mga reactant

Ang isang kinakailangang kondisyon para sa pakikipag-ugnayan ng kemikal sa pagitan ng mga molekula ng mga sangkap ay ang kanilang banggaan sa isa't isa sa "kanang" bahagi ng molekula, na tinatawag na lugar na may mataas na reaktibiti. Parang sa boksing: kung ang suntok ng boksingero ay tumama sa guwantes ng kalaban, walang magiging reaksyon; ngunit kung ang suntok ay dumapo sa ulo ng kalaban, kung gayon ang posibilidad ng isang knockout (reaksyon) ay tumataas nang malaki; at kung ang puwersa ng epekto (ang puwersa ng mga banggaan ng mga molekula) ay mataas, kung gayon ang knockout (reaksyon) ay nagiging hindi maiiwasan.

Batay sa itaas, maaari nating tapusin na ang mas kumplikadong molekula, mas maliit ang mataas na reaktibong rehiyon nito. Samakatuwid, mas malaki at mas kumplikado ang mga molekula ng mga tumutugon na sangkap, mas mabagal ang rate ng reaksyon.

Konsentrasyon ng reagent

Ang rate ng reaksyon ay direktang proporsyonal sa bilang ng mga banggaan ng mga molekula. Kung mas mataas ang konsentrasyon ng mga reagents, mas maraming banggaan, mas mataas ang rate ng reaksyon ng kemikal. Halimbawa, ang pagkasunog sa purong oxygen ay nangyayari nang mas mabilis kaysa sa ordinaryong hangin.

Gayunpaman, dapat itong sabihin na sa mga kumplikadong reaksyon na nagaganap sa maraming yugto; hindi iginagalang ang gayong pagtitiwala. Ito ay nagpapahintulot sa iyo na matukoy kung alin sa mga reagents ang hindi kasangkot sa pinakamabagal na yugto ng reaksyon, na tumutukoy sa rate ng reaksyon mismo.

Ang pag-asa ng rate ng reaksyon sa konsentrasyon ng mga reactant ay ipinahayag batas ng aksyong masa, na natuklasan noong 1867 ng mga Norwegian scientist na sina Guldberg at Waage.

Ang bilis (v) ng nakakondisyon na reaksyon na inilarawan ng equation aA+bB=cC+dD, alinsunod sa batas ng mass action, ay kakalkulahin gamit ang isang formula na tinatawag na equation ng kinetic reaction:

V=k·[A] a ·[B] b

• [A], [B] - mga konsentrasyon ng mga panimulang sangkap;
• k ay ang rate ng reaksyon na pare-pareho, katumbas ng rate ng reaksyong ito sa mga konsentrasyon ng mga reactant na katumbas ng 1 mol bawat isa.

k ay hindi nakasalalay sa konsentrasyon ng mga tumutugon na sangkap, ngunit nakasalalay sa kanilang kalikasan at temperatura.

Gamit ang kinetic equation ng isang reaksyon, matutukoy mo ang rate ng pagbabago ng reaksyon depende sa pagbabago sa konsentrasyon ng mga reactant.

Mga halimbawa ng kinetic equation:

2SO 2 (g)+O 2 (g)=2SO 3 (g) v=k 2 CuO(s)+H 2 (g)=Cu(s)+H 2 O(g) v=k

Tandaan na ang mga kinetic equation ay hindi kasama ang mga konsentrasyon ng mga solido, tanging mga gas at dissolved.

Temperatura ng reagent

Habang tumataas ang temperatura, ang mga molekula ay gumagalaw nang mas mabilis, kaya ang bilang ng kanilang mga banggaan sa isa't isa ay tumataas. Bilang karagdagan, ang kinetic energy ng mga molekula ay tumataas, na nagpapataas ng kahusayan ng mga banggaan, na sa huli ay tumutukoy sa rate ng reaksyon.

Ayon kay teorya ng activation, ang mga molekula lamang na may enerhiya na lumampas sa isang tiyak na average na halaga ang maaaring makilahok sa isang kemikal na reaksyon. Ang halaga ng labis sa average na enerhiya ng mga molekula ay tinatawag activation energies. Ang enerhiya na ito ay kinakailangan upang pahinain ang mga bono ng kemikal sa mga molekula ng mga panimulang sangkap. Ang mga molekula na may kinakailangang labis na enerhiya upang payagan silang mag-react ay tinatawag mga aktibong molekula. Kung mas mataas ang temperatura, mas aktibong mga molekula, mas mataas ang rate ng reaksyon.

Ang pag-asa ng rate ng reaksyon sa temperatura ay nailalarawan ang panuntunan ni van't Hoff:

Sa matematika, ang panuntunan ni van't Hoff ay ipinahayag ng sumusunod na pormula:

• Ang γ ay isang koepisyent ng temperatura na nagpapakita ng pagtaas sa bilis ng reaksyon na may pagtaas ng temperatura ng 10°C;
• v 1 - rate ng reaksyon sa temperatura t 1;
• v 2 - rate ng reaksyon sa temperatura t 2;

Mga katalista

Mga katalista- ito ay mga sangkap na nakakaapekto sa rate ng reaksyon, ngunit hindi natupok sa kanilang sarili.

Ang mga reaksyon na nagaganap sa pakikilahok ng mga catalyst ay tinatawag mga reaksyong catalytic.

Ang pangunahing epekto ng isang katalista ay upang mabawasan ang activation energy ng reaksyon, bilang isang resulta kung saan ang bilang ng mga epektibong banggaan ng mga molekula ay tumataas.

Maaaring pabilisin ng mga katalista ang mga reaksyon ng milyun-milyong beses!

Mayroong dalawang uri ng catalysis:

• homogenous (unipormeng) catalysis- ang katalista at mga reagents ay bumubuo ng isang yugto: gas o solusyon;
• magkakaiba (heterogeneous) catalysis- ang katalista ay nasa anyo ng isang independiyenteng yugto.

Ang mekanismo ng mga reaksyon ng catalytic ay napaka kumplikado at ganap na hindi alam. Ayon sa isang siyentipikong hypothesis, sa mga catalytic reactions, ang isang catalyst at isang reagent ay tumutugon upang bumuo ng isang intermediate compound, na mas aktibong tumutugon sa isa pang panimulang sangkap upang mabuo ang panghuling produkto ng reaksyon, habang ang katalista mismo ay inilabas sa isang libreng estado.

Karaniwan, ang mga catalyst ay nauunawaan bilang mga sangkap na nagpapabilis sa isang reaksyon, ngunit may mga sangkap na nagpapabagal sa kurso ng isang reaksyon - sila ay tinatawag na mga inhibitor.

Ang mga biological catalyst ay tinatawag mga enzyme. Ang mga enzyme ay mga protina.

Laki ng butil ng reagent

Kumuha tayo ng posporo at dalhin ito sa isang piraso ng karbon. Ito ay malamang na ang karbon ay magkakaroon ng oras upang mag-apoy bago ang laban ay lumabas. Gilingin natin ang karbon at ulitin ang eksperimento - ang alikabok ng karbon ay hindi lamang mag-aapoy, ngunit mag-aapoy nang napakabilis - isang pagsabog ang magaganap (ang pangunahing panganib sa mga minahan ng karbon). Ano ang nangyayari?

Sa pamamagitan ng paggiling ng karbon, madadagdagan natin ang ibabaw nito. Kung mas malaki ang lugar sa ibabaw kung saan nagbanggaan ang mga molekula, mas mabilis ang rate ng reaksyon.

Presyon ng reagent

Ang presyon ng mga gas reagents ay katulad ng kanilang konsentrasyon - mas mataas ang presyon, mas mataas ang konsentrasyon - mas mataas ang rate ng reaksyon, dahil ang bilang ng mga molekular na banggaan ay tumataas. Tulad ng konsentrasyon, ang presyon ng mga reactant ay hindi "gumagana" sa mga kumplikadong reaksyon.