Скорость химической реакции. Химической кинетикой называется раздел химии, изучающий скорость химических реакций, а также зависимость скорости от природы и концентрации реагирующих

Химической кинетикой называется раздел химии, изучающий скорость химических реакций, а также зависимость скорости от природы и концентрации реагирующих веществ, температуры, давления для газообразных веществ, присутствия катализатора и т. д.

В химических реакциях могут участвовать газообразные, жидкие и твердые вещества. В зависимости от сочетания веществ по агрегатному состоянию закономерности хода реакции могут быть различными. Совокупности химических веществ в различных фазовых состояниях называются химическими системами. Системой называется вещество (или смесь веществ), отделенное от окружающей среды. Системы бывают гомогенные и гетерогенные. Гомогенная система состоит только из одной фазы, гетерогенные системы состоят из двух и более фаз. Фазой называется часть системы, обладающая на всем протяжении одинаковым химическим составом, одинаковыми физическими и химическими свойствами и отделенная от других частей системы поверхностью раздела.

Соответственно различают гомогенные и гетерогенные реакции. Гомогенные реакции протекают в однородной среде (например, реакции между газами и реакции в растворах), протекают равномерно во всем объеме, заполненном реагентами. Гетерогенные реакции протекают в неоднородной среде – между веществами, которые находятся в разных фазах (например, реакции между газом и твердым веществом). Гетерогенные реакции происходят на поверхности раздела фаз, так как только здесь частицы различных фаз могут сталкиваться между собой.

Скорость химической реакции определяется изменением количества вещества, вступающего в реакцию или образующегося в результате реакции в единицу времени в единице объема системы (для гомогенной реакции) или на единице площади поверхности раздела фаз (для гетерогенной реакции).

В общем виде скорость химической реакции выражается уравнением

, (4.1)

где D с – изменение концентрации вещества, моль/л; Dt – интервал времени, с; знак - берется, если с – концентрация исходного вещества (в ходе реакции уменьшается), знак + берется, если с – концентрация конечного вещества (в ходе реакции увеличивается).

Скорость реакции постоянно меняется, так как меняются концентрации реагирующих веществ, поэтому выражение (4.1) характеризует среднюю скорость реакции в интервале времени Dt. Истинная скорость реакции в данный момент времени выражается производной от концентрации по времени:

(4.2)

Основными факторами, влияющими на скорость реакции, являются концентрации реагирующих веществ, давление, температура и наличие катализатора.