อัตราการเกิดปฏิกิริยาเฉลี่ยของเคมี อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีและปัจจัยที่มีอิทธิพล

ปฏิกิริยาความเร็วถูกกำหนดโดยการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของโมลของสารตั้งต้นตัวใดตัวหนึ่ง:

V = ± ((C 2 - C 1) / (t 2 - เสื้อ 1)) = ± (DC / Dt)

โดยที่ C 1 และ C 2 คือความเข้มข้นของโมลาร์ของสาร ณ เวลา t 1 และ t 2 ตามลำดับ (เครื่องหมาย (+) - หากอัตราถูกกำหนดโดยผลคูณของปฏิกิริยา เครื่องหมาย (-) - โดยสารเริ่มต้น)

ปฏิกิริยาเกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลของสารที่ทำปฏิกิริยาชนกัน ความเร็วของมันถูกกำหนดโดยจำนวนการชนและความน่าจะเป็นที่จะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลง จำนวนการชนกันถูกกำหนดโดยความเข้มข้นของสารที่ทำปฏิกิริยา และความน่าจะเป็นของการเกิดปฏิกิริยาจะถูกกำหนดโดยพลังงานของโมเลกุลที่ชนกัน
ปัจจัยที่ส่งผลต่อความเร็ว ปฏิกริยาเคมี.
1. ลักษณะของสารที่ทำปฏิกิริยา ธรรมชาติของพันธะเคมีและโครงสร้างของโมเลกุลรีเอเจนต์มีบทบาทสำคัญ ปฏิกิริยาดำเนินไปในทิศทางของการทำลายพันธะที่แข็งแกร่งน้อยกว่าและการก่อตัวของสารที่มีพันธะที่แข็งแกร่งกว่า ดังนั้นการทำลายพันธะในโมเลกุล H 2 และ N 2 จึงต้องใช้พลังงานสูง โมเลกุลดังกล่าวมีปฏิกิริยาเล็กน้อย การทำลายพันธะในโมเลกุลที่มีขั้วสูง (HCl, H 2 O) ต้องใช้พลังงานน้อยลง และอัตราการเกิดปฏิกิริยาก็สูงกว่ามาก ปฏิกิริยาระหว่างไอออนในสารละลายอิเล็กโทรไลต์เกิดขึ้นเกือบจะในทันที
ตัวอย่าง
ฟลูออรีนทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนอย่างระเบิดได้ที่อุณหภูมิห้อง โบรมีนทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนอย่างช้าๆ เมื่อถูกความร้อน
แคลเซียมออกไซด์ทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างรุนแรงและปล่อยความร้อนออกมา คอปเปอร์ออกไซด์ - ไม่ทำปฏิกิริยา

2. ความเข้มข้น เมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้น (จำนวนอนุภาคต่อหน่วยปริมาตร) การชนกันของโมเลกุลของสารที่ทำปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นบ่อยขึ้น - อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น
กฎแห่งการกระทำโดยรวม (K. Guldberg, P. Waage, 1867)
อัตราของปฏิกิริยาเคมีเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของความเข้มข้นของสารตั้งต้น

เอเอ+บีบี+ . . . ® . . .

  • [ก] ก [ข] ข . . .

ค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยา k ขึ้นอยู่กับลักษณะของสารตั้งต้น อุณหภูมิ และตัวเร่งปฏิกิริยา แต่ไม่ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารตั้งต้น
ความหมายทางกายภาพของอัตราคงที่คือ เท่ากับอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ความเข้มข้นต่อหน่วยของสารตั้งต้น
สำหรับปฏิกิริยาที่ต่างกัน ความเข้มข้นของเฟสของแข็งจะไม่รวมอยู่ในการแสดงออกของอัตราการเกิดปฏิกิริยา

3. อุณหภูมิ สำหรับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 10°C อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น 2-4 เท่า (กฎของแวนต์ ฮอฟฟ์) เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นจาก t 1 เป็น t 2 การเปลี่ยนแปลงของอัตราการเกิดปฏิกิริยาสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร:



(เสื้อ 2 - เสื้อ 1) / 10
วีที 2 / วีที 1 = ก

(โดยที่ Vt 2 และ Vt 1 คืออัตราการเกิดปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ t 2 และ t 1 ตามลำดับ g คือค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของปฏิกิริยานี้)
กฎของ Van't Hoff ใช้ได้เฉพาะในช่วงอุณหภูมิที่แคบเท่านั้น แม่นยำยิ่งขึ้นคือสมการของ Arrhenius:

  • อี -เอ/RT

ที่ไหน
A เป็นค่าคงที่ขึ้นอยู่กับลักษณะของสารตั้งต้น
R คือค่าคงที่ของก๊าซสากล

Ea คือพลังงานกระตุ้นเช่น พลังงานที่โมเลกุลที่ชนกันต้องมีเพื่อให้การชนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี
แผนภาพพลังงานของปฏิกิริยาเคมี

ปฏิกิริยาคายความร้อน ปฏิกิริยาดูดความร้อน

A - รีเอเจนต์, B - คอมเพล็กซ์ที่เปิดใช้งาน (สถานะการเปลี่ยนผ่าน), C - ผลิตภัณฑ์
ยิ่งพลังงานกระตุ้น Ea สูง อัตราการเกิดปฏิกิริยาก็จะยิ่งเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น

4. พื้นผิวสัมผัสของสารที่ทำปฏิกิริยา สำหรับระบบที่ต่างกัน (เมื่อสารอยู่ในสถานะการรวมกลุ่มที่แตกต่างกัน) ยิ่งพื้นผิวสัมผัสมีขนาดใหญ่เท่าไร ปฏิกิริยาก็จะยิ่งเกิดขึ้นเร็วขึ้นเท่านั้น พื้นที่ผิวของของแข็งสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการบดและสำหรับสารที่ละลายได้โดยการละลาย

5. การเร่งปฏิกิริยา สารที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาและเพิ่มความเร็วของสารซึ่งยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยาเรียกว่าตัวเร่งปฏิกิริยา กลไกการออกฤทธิ์ของตัวเร่งปฏิกิริยาสัมพันธ์กับการลดลงของพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาเนื่องจากการก่อตัวของสารประกอบระดับกลาง ที่ การเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันรีเอเจนต์และตัวเร่งปฏิกิริยาประกอบด้วยเฟสเดียว (อยู่ในสถานะการรวมตัวเดียวกัน) โดยมี การเร่งปฏิกิริยาต่างกัน- ระยะต่างๆ (อยู่ในสถานะการรวมกลุ่มที่แตกต่างกัน) ในบางกรณี กระบวนการทางเคมีที่ไม่พึงประสงค์สามารถเกิดขึ้นได้ช้าลงอย่างรวดเร็วโดยการเติมสารยับยั้งลงในตัวกลางที่ทำปฏิกิริยา ("ปรากฏการณ์" การเร่งปฏิกิริยาเชิงลบ").

ปฏิกิริยาเคมีบางอย่างเกิดขึ้นเกือบจะในทันที (การระเบิดของส่วนผสมออกซิเจน-ไฮโดรเจน ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนในสารละลายที่เป็นน้ำ) ปฏิกิริยาอื่นๆ เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว (การเผาไหม้ของสาร ปฏิกิริยาของสังกะสีกับกรด) และอื่นๆ อย่างช้าๆ (การเกิดสนิมของเหล็ก การเน่าเปื่อยของสารอินทรีย์ ). เป็นที่รู้กันว่าปฏิกิริยาเกิดขึ้นช้ามากจนบุคคลไม่สามารถสังเกตเห็นได้ ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนหินแกรนิตเป็นทรายและดินเหนียวเกิดขึ้นเป็นเวลาหลายพันปี

กล่าวอีกนัยหนึ่งปฏิกิริยาเคมีสามารถเกิดขึ้นได้ต่างกัน ความเร็ว.

แต่มันคืออะไร ปฏิกิริยาความเร็ว? อะไรคือคำจำกัดความที่แท้จริงของปริมาณนี้ และที่สำคัญที่สุดคือนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ของปริมาณนี้

อัตราการเกิดปฏิกิริยาคือการเปลี่ยนแปลงปริมาณของสารต่อหน่วยเวลาในหนึ่งหน่วยปริมาตร ในทางคณิตศาสตร์ นิพจน์นี้เขียนเป็น:

ที่ไหน หมายเลข 1 และหมายเลข 2– ปริมาณของสาร (โมล) ณ เวลา t 1 และ t 2 ตามลำดับ ในระบบปริมาตร วี.

เครื่องหมายบวกหรือลบ (±) ใดจะปรากฏหน้านิพจน์ความเร็วนั้นขึ้นอยู่กับว่าเรากำลังดูการเปลี่ยนแปลงปริมาณของสาร - ผลิตภัณฑ์หรือสารตั้งต้น

เห็นได้ชัดว่าในระหว่างการทำปฏิกิริยาจะมีการใช้รีเอเจนต์นั่นคือปริมาณของมันลดลงดังนั้นสำหรับรีเอเจนต์การแสดงออก (n 2 - n 1) จะมีความหมายเสมอ น้อยกว่าศูนย์. เนื่องจากความเร็วไม่สามารถเป็นค่าลบได้ ในกรณีนี้ คุณต้องใส่เครื่องหมายลบหน้านิพจน์

หากเราดูการเปลี่ยนแปลงในปริมาณของผลิตภัณฑ์ไม่ใช่รีเอเจนต์ก็ไม่จำเป็นต้องใส่เครื่องหมายลบก่อนนิพจน์สำหรับคำนวณความเร็วเนื่องจากนิพจน์ (n 2 - n 1) ในกรณีนี้จะเป็นค่าบวกเสมอเพราะ ปริมาณของผลิตภัณฑ์อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาสามารถเพิ่มขึ้นได้เท่านั้น

อัตราส่วนปริมาณสาร nปริมาตรที่มีสารอยู่จำนวนนี้เรียกว่าความเข้มข้นของโมล กับ:

ดังนั้น เมื่อใช้แนวคิดเรื่องความเข้มข้นของฟันกรามและการแสดงออกทางคณิตศาสตร์ เราสามารถเขียนอีกทางเลือกหนึ่งในการกำหนดอัตราการเกิดปฏิกิริยาได้:

อัตราการเกิดปฏิกิริยาคือการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของโมลาร์ของสารอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเคมีในหนึ่งหน่วยเวลา:

ปัจจัยที่ส่งผลต่อความเร็วของปฏิกิริยา

บ่อยครั้งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องรู้ว่าอะไรเป็นตัวกำหนดความเร็วของปฏิกิริยาหนึ่งๆ และจะมีอิทธิพลต่อปฏิกิริยานั้นอย่างไร ตัวอย่างเช่น อุตสาหกรรมการกลั่นน้ำมันต่อสู้เพื่อทุกๆ ครึ่งเปอร์เซ็นต์ของผลิตภัณฑ์เพิ่มเติมต่อหน่วยเวลาอย่างแท้จริง ท้ายที่สุดแล้ว เมื่อพิจารณาถึงปริมาณน้ำมันที่แปรรูปเป็นจำนวนมาก แม้แต่ครึ่งเปอร์เซ็นต์ก็ส่งผลให้มีกำไรทางการเงินจำนวนมากต่อปี ในบางกรณี การชะลอปฏิกิริยาบางอย่างเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการกัดกร่อนของโลหะ

แล้วอัตราการเกิดปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับอะไร? มันขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ต่างๆ มากมายอย่างน่าประหลาด

เพื่อให้เข้าใจถึงปัญหานี้ ก่อนอื่น ลองจินตนาการว่าเกิดอะไรขึ้นอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเคมี เช่น:

สมการที่เขียนไว้ข้างต้นสะท้อนถึงกระบวนการที่โมเลกุลของสาร A และ B ชนกันทำให้เกิดโมเลกุลของสาร C และ D

นั่นคือไม่ต้องสงสัยเลยว่าเพื่อให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นอย่างน้อยที่สุดจำเป็นต้องมีการชนกันของโมเลกุลของสารตั้งต้น แน่นอนว่าหากเราเพิ่มจำนวนโมเลกุลต่อหน่วยปริมาตร จำนวนการชนก็จะเพิ่มขึ้นในลักษณะเดียวกับความถี่ของการชนกับผู้โดยสารบนรถบัสที่มีผู้คนหนาแน่นจะเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับการชนกันครึ่งหนึ่ง

กล่าวอีกนัยหนึ่ง อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่เพิ่มขึ้น

ในกรณีที่สารตั้งต้นตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปเป็นก๊าซ อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นตามความดันที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากความดันของก๊าซจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเข้มข้นของโมเลกุลที่เป็นส่วนประกอบเสมอ

อย่างไรก็ตาม การชนกันของอนุภาคเป็นสิ่งจำเป็น แต่ก็ไม่เพียงพอที่จะทำให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้น ความจริงก็คือจากการคำนวณจำนวนการชนกันของโมเลกุลของสารที่ทำปฏิกิริยาที่ความเข้มข้นที่เหมาะสมนั้นมีมากจนปฏิกิริยาทั้งหมดจะต้องเกิดขึ้นในทันที อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติสิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้น เกิดอะไรขึ้น?

ความจริงก็คือไม่ใช่ว่าการชนกันของโมเลกุลของสารตั้งต้นทุกครั้งจะมีประสิทธิภาพเสมอไป การชนกันหลายครั้งเป็นแบบยืดหยุ่น โมเลกุลจะกระเด้งออกจากกันเหมือนลูกบอล เพื่อให้เกิดปฏิกิริยา โมเลกุลต้องมีพลังงานจลน์เพียงพอ พลังงานขั้นต่ำที่โมเลกุลของสารที่ทำปฏิกิริยาต้องมีเพื่อให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นเรียกว่าพลังงานกระตุ้นและแสดงเป็น E a ในระบบที่ประกอบด้วย ปริมาณมากโมเลกุลมีการกระจายตัวของโมเลกุลด้วยพลังงาน บางชนิดมีพลังงานต่ำ บางชนิดมีพลังงานสูงและปานกลาง ในบรรดาโมเลกุลทั้งหมดนี้ มีเพียงส่วนเล็กๆ ของโมเลกุลเท่านั้นที่มีพลังงานมากกว่าพลังงานกระตุ้น

ดังที่คุณทราบจากหลักสูตรฟิสิกส์ อุณหภูมิเป็นตัววัดพลังงานจลน์ของอนุภาคที่ประกอบเป็นสาร กล่าวคือ ยิ่งอนุภาคที่ประกอบเป็นสารเคลื่อนที่ได้เร็วเท่าไร อุณหภูมิก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ดังนั้นเห็นได้ชัดว่าการเพิ่มอุณหภูมิทำให้เราเพิ่มพลังงานจลน์ของโมเลกุลเป็นหลักซึ่งเป็นผลมาจากสัดส่วนของโมเลกุลที่มีพลังงานเกิน E เพิ่มขึ้นและการชนกันของพวกมันจะนำไปสู่ปฏิกิริยาทางเคมี

ข้อเท็จจริงของผลกระทบเชิงบวกของอุณหภูมิต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาได้รับการพิสูจน์โดยนักเคมีชาวดัตช์ Van't Hoff ย้อนกลับไปในศตวรรษที่ 19 จากการวิจัยของเขา เขาได้กำหนดกฎเกณฑ์ที่ยังคงมีชื่อของเขาอยู่ และมีลักษณะดังนี้:

ความเร็วของปฏิกิริยาเคมีใด ๆ จะเพิ่มขึ้น 2-4 เท่าโดยอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10 องศา

การแทนค่าทางคณิตศาสตร์ของกฎนี้เขียนเป็น:

ที่ไหน วี 2และ วี 1คือความเร็วที่อุณหภูมิ t 2 และ t 1 ตามลำดับและ γ คือค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของปฏิกิริยาซึ่งค่าส่วนใหญ่มักอยู่ในช่วงตั้งแต่ 2 ถึง 4

บ่อยครั้งที่ความเร็วของปฏิกิริยาหลายอย่างสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยใช้ ตัวเร่งปฏิกิริยา.

ตัวเร่งปฏิกิริยาคือสารที่เร่งปฏิกิริยาโดยไม่ถูกบริโภค

แต่ตัวเร่งปฏิกิริยาจะเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาได้อย่างไร?

มาจำเกี่ยวกับพลังงานกระตุ้น E a กัน โมเลกุลที่มีพลังงานต่ำกว่าพลังงานกระตุ้นหากไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยาจะไม่สามารถโต้ตอบซึ่งกันและกันได้ ตัวเร่งปฏิกิริยาเปลี่ยนเส้นทางที่ปฏิกิริยาดำเนินไป เช่นเดียวกับไกด์ที่มีประสบการณ์จะกำหนดเส้นทางการเดินทางที่ไม่ผ่านภูเขาโดยตรง แต่ด้วยความช่วยเหลือจากเส้นทางอ้อม ซึ่งส่งผลให้แม้แต่เพื่อนร่วมทางที่ไม่มีพลังงานเพียงพอที่จะปีนขึ้นไป ภูเขาจะสามารถเคลื่อนตัวไปยังอีกฟากหนึ่งของเธอได้

แม้ว่าตัวเร่งปฏิกิริยาจะไม่ถูกใช้ในระหว่างการทำปฏิกิริยา แต่ก็ยังมีส่วนร่วมอยู่โดยสร้างสารประกอบกลางด้วยรีเอเจนต์ แต่เมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยาก็จะกลับสู่สถานะดั้งเดิม

นอกจากปัจจัยข้างต้นที่ส่งผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาแล้ว หากมีส่วนต่อประสานระหว่างสารที่ทำปฏิกิริยา (ปฏิกิริยาต่างกัน) อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะขึ้นอยู่กับพื้นที่สัมผัสของสารตั้งต้นด้วย ตัวอย่างเช่น ลองจินตนาการถึงเม็ดโลหะอะลูมิเนียมที่ตกลงในหลอดทดลองที่บรรจุอยู่ สารละลายที่เป็นน้ำของกรดไฮโดรคลอริก อลูมิเนียม – โลหะที่ใช้งานอยู่ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยากับกรดที่ไม่ออกซิไดซ์ได้ ด้วยกรดไฮโดรคลอริกสมการปฏิกิริยาจะเป็นดังนี้:

2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2

อลูมิเนียมเป็นของแข็ง ซึ่งหมายความว่าปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวเท่านั้น แน่นอนว่าหากเราเพิ่มพื้นที่ผิวโดยการรีดเม็ดอะลูมิเนียมเป็นฟอยล์ก่อน เราก็จะได้อะตอมอะลูมิเนียมจำนวนมากขึ้นสำหรับการทำปฏิกิริยากับกรด ส่งผลให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น ในทำนองเดียวกัน การเพิ่มพื้นที่ผิวของของแข็งสามารถทำได้โดยการบดให้เป็นผง

นอกจากนี้ อัตราของปฏิกิริยาที่ต่างกันซึ่งของแข็งทำปฏิกิริยากับสารที่เป็นก๊าซหรือของเหลวมักจะได้รับอิทธิพลเชิงบวกจากการกวน ซึ่งเป็นผลมาจากการที่โมเลกุลที่สะสมของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาจะถูกลบออกจากปฏิกิริยาจากการกวน โซนและส่วนใหม่ของโมเลกุลของสารตั้งต้นจะถูก "นำเข้า"

สุดท้ายนี้ ควรสังเกตด้วยว่ามีอิทธิพลอย่างมากต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาและธรรมชาติของรีเอเจนต์ ตัวอย่างเช่น มีค่าต่ำกว่าในตารางธาตุ โลหะอัลคาไลยิ่งทำปฏิกิริยากับน้ำได้เร็วเท่าไร ฟลูออรีน ในบรรดาฮาโลเจนทั้งหมดก็จะทำปฏิกิริยากับก๊าซไฮโดรเจนได้เร็วที่สุด เป็นต้น

โดยสรุปทั้งหมดข้างต้น ความเร็วของปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับปัจจัยต่อไปนี้:

1) ความเข้มข้นของรีเอเจนต์: ยิ่งสูง อัตราการเกิดปฏิกิริยาก็จะยิ่งมากขึ้น

2) อุณหภูมิ: เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาใดๆ จะเพิ่มขึ้น

3) พื้นที่สัมผัสของสารตั้งต้น: ยิ่งพื้นที่สัมผัสของสารรีเอเจนต์มีขนาดใหญ่เท่าใด อัตราการเกิดปฏิกิริยาก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

4) การกวน หากเกิดปฏิกิริยาระหว่างของแข็งกับของเหลวหรือก๊าซ การกวนสามารถเร่งปฏิกิริยาให้เร็วขึ้นได้

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

หัวข้อ “อัตราของปฏิกิริยาเคมี” อาจจะซับซ้อนและเป็นที่ถกเถียงกันมากที่สุดในหลักสูตรของโรงเรียน นี่เป็นเพราะความซับซ้อนของจลนพลศาสตร์เคมีซึ่งเป็นหนึ่งในสาขาเคมีฟิสิกส์ คำจำกัดความของแนวคิด "ความเร็วของปฏิกิริยาเคมี" นั้นคลุมเครืออยู่แล้ว (ดูตัวอย่างบทความของ L.S. Guzey ในหนังสือพิมพ์ "Khimiya", 2544, ฉบับที่ 28,
กับ. 12) ปัญหามากยิ่งขึ้นเกิดขึ้นเมื่อพยายามใช้กฎแห่งการกระทำของมวลกับอัตราการเกิดปฏิกิริยากับสิ่งใดๆ ระบบเคมีเนื่องจากขอบเขตของวัตถุที่สามารถอธิบายเชิงปริมาณของกระบวนการจลน์ศาสตร์ภายในกรอบของหลักสูตรของโรงเรียนนั้นแคบมาก ฉันอยากจะสังเกตเป็นพิเศษถึงความไม่ถูกต้องของการใช้กฎการออกฤทธิ์ของมวลกับอัตราของปฏิกิริยาเคมีที่สมดุลเคมี
ในเวลาเดียวกัน การปฏิเสธที่จะพิจารณาหัวข้อนี้ในโรงเรียนโดยสิ้นเชิงถือเป็นเรื่องผิด ความคิดเกี่ยวกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีมีความสำคัญมากเมื่อศึกษากระบวนการทางธรรมชาติและเทคโนโลยีหลายอย่างหากไม่มีสิ่งเหล่านี้ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะพูดถึงตัวเร่งปฏิกิริยาและตัวเร่งปฏิกิริยารวมถึงเอนไซม์ด้วย แม้ว่าเมื่อพูดถึงการเปลี่ยนแปลงของสาร ส่วนใหญ่จะใช้แนวคิดเชิงคุณภาพเกี่ยวกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี แต่การแนะนำความสัมพันธ์เชิงปริมาณที่ง่ายที่สุดยังคงเป็นที่ต้องการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับปฏิกิริยาเบื้องต้น
บทความที่ตีพิมพ์กล่าวถึงรายละเอียดที่เพียงพอเกี่ยวกับปัญหาจลนพลศาสตร์เคมี ซึ่งสามารถพูดคุยได้ในบทเรียนเคมีของโรงเรียน การแยกประเด็นที่เป็นข้อขัดแย้งและข้อขัดแย้งของหัวข้อนี้ออกจากหลักสูตรเคมีของโรงเรียนเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับนักเรียนที่กำลังศึกษาต่อด้านเคมีในมหาวิทยาลัย ท้ายที่สุดแล้วความรู้ที่ได้รับจากโรงเรียนมักจะขัดแย้งกับความเป็นจริงทางวิทยาศาสตร์

ปฏิกิริยาเคมีอาจแตกต่างกันอย่างมากในช่วงเวลาที่จะเกิดขึ้น ส่วนผสมของไฮโดรเจนและออกซิเจนที่อุณหภูมิห้องสามารถ เป็นเวลานานยังคงไม่เปลี่ยนแปลง แต่จะระเบิดหากถูกกระแทกหรือติดไฟ แผ่นเหล็กเกิดสนิมช้าๆ และฟอสฟอรัสขาวชิ้นหนึ่งก็ติดไฟในอากาศได้เอง สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าปฏิกิริยานั้นเกิดขึ้นเร็วแค่ไหนเพื่อที่จะสามารถควบคุมความก้าวหน้าได้

แนวคิดพื้นฐาน

คุณลักษณะเชิงปริมาณของความเร็วของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นคือความเร็วของปฏิกิริยาเคมี เช่น อัตราการใช้รีเอเจนต์หรืออัตราการปรากฏตัวของผลิตภัณฑ์ ในกรณีนี้ ไม่สำคัญว่าจะมีการพูดถึงสารชนิดใดที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยา เนื่องจากสารทั้งหมดเชื่อมโยงถึงกันผ่านสมการของปฏิกิริยา โดยการเปลี่ยนปริมาณของสารชนิดใดชนิดหนึ่ง เราสามารถตัดสินการเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกันในปริมาณของสารอื่นๆ ทั้งหมดได้

ความเร็วของปฏิกิริยาเคมี () เรียกว่าการเปลี่ยนแปลงปริมาณของสารตั้งต้นหรือผลิตภัณฑ์ () ต่อหน่วยเวลา () ต่อหน่วยปริมาตร (วี):

= /(วี ).

ความเร็วปฏิกิริยาใน ในกรณีนี้มักจะแสดงเป็น mol/(l s)

การแสดงออกข้างต้นหมายถึงปฏิกิริยาเคมีที่เป็นเนื้อเดียวกันที่เกิดขึ้นในตัวกลางที่เป็นเนื้อเดียวกัน เช่น ระหว่างก๊าซหรือในสารละลาย:

2SO 2 + O 2 = 2SO 3

BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl

ปฏิกิริยาเคมีที่แตกต่างกันเกิดขึ้นที่พื้นผิวสัมผัสของของแข็งและก๊าซ ของแข็งและของเหลว ฯลฯ ปฏิกิริยาที่ไม่เหมือนกันได้แก่ ปฏิกิริยาของโลหะกับกรด:

เฟ + 2HCl = FeCl 2 + H 2

ในกรณีนี้ อัตราการเกิดปฏิกิริยาคือการเปลี่ยนแปลงในปริมาณของสารตั้งต้นหรือผลิตภัณฑ์ () ต่อหน่วยเวลา() ต่อหน่วยพื้นผิว (S):

= /( ).

อัตราของปฏิกิริยาที่ต่างกันจะแสดงเป็นโมล/(m 2 วินาที)

ในการควบคุมปฏิกิริยาเคมี ไม่เพียงแต่จะต้องสามารถกำหนดอัตราเท่านั้น แต่ยังต้องค้นหาว่าสภาวะใดที่มีอิทธิพลต่อปฏิกิริยาเคมีด้วย สาขาวิชาเคมีที่ศึกษาอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีและอิทธิพลของปัจจัยต่าง ๆ เรียกว่า จลนพลศาสตร์เคมี.

ความถี่การชนกันของอนุภาคที่ทำปฏิกิริยา

ปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่กำหนดอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีคือ ความเข้มข้น.

เมื่อความเข้มข้นของสารตั้งต้นเพิ่มขึ้น อัตราการเกิดปฏิกิริยามักจะเพิ่มขึ้น เพื่อให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้น อนุภาคเคมีสองตัวจะต้องมารวมกัน ดังนั้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาจึงขึ้นอยู่กับจำนวนการชนกันระหว่างอนุภาคเหล่านั้น การเพิ่มจำนวนอนุภาคในปริมาตรที่กำหนดจะนำไปสู่การชนบ่อยขึ้นและอัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น

สำหรับปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน การเพิ่มความเข้มข้นของสารตั้งต้นตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปจะทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น เมื่อความเข้มข้นลดลงจะสังเกตเห็นผลตรงกันข้าม ความเข้มข้นของสารในสารละลายสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเพิ่มหรือกำจัดสารตั้งต้นหรือตัวทำละลายออกจากทรงกลมปฏิกิริยา ในก๊าซ ความเข้มข้นของสารตัวใดตัวหนึ่งสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการเพิ่มปริมาณของสารนี้ลงในส่วนผสมของปฏิกิริยา ความเข้มข้นของสารที่เป็นก๊าซทั้งหมดสามารถเพิ่มขึ้นได้พร้อมกันโดยการลดปริมาตรที่ครอบครองโดยส่วนผสม ขณะเดียวกันความเร็วของปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น การเพิ่มระดับเสียงนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ตรงกันข้าม

อัตราการเกิดปฏิกิริยาต่างกันขึ้นอยู่กับ พื้นที่ผิวสัมผัสระหว่างสาร, เช่น. ระดับของการบดสารความสมบูรณ์ของการผสมรีเอเจนต์ตลอดจนสถานะของโครงสร้างผลึกของของแข็ง การรบกวนใด ๆ ในโครงสร้างผลึกทำให้ปฏิกิริยาของของแข็งเพิ่มขึ้นเพราะว่า จำเป็นต้องใช้พลังงานเพิ่มเติมเพื่อทำลายโครงสร้างผลึกที่แข็งแกร่ง

พิจารณาการเผาไม้ ท่อนไม้ทั้งหมดจะเผาไหม้ในอากาศค่อนข้างช้า หากคุณเพิ่มพื้นผิวสัมผัสระหว่างไม้กับอากาศ โดยแยกท่อนไม้ออกเป็นชิ้นๆ อัตราการเผาไหม้จะเพิ่มขึ้น ในเวลาเดียวกัน ไม้จะเผาไหม้ด้วยออกซิเจนบริสุทธิ์ได้เร็วกว่าในอากาศซึ่งมีออกซิเจนเพียงประมาณ 20% เท่านั้น

เพื่อให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้น อนุภาค—อะตอม โมเลกุล หรือไอออน—จะต้องชนกัน จากการชนกัน อะตอมจะจัดเรียงตัวใหม่และเกิดพันธะเคมีใหม่ ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของสารใหม่ ความน่าจะเป็นที่อนุภาคทั้งสองชนกันนั้นค่อนข้างสูง ความน่าจะเป็นที่อนุภาคทั้งสามชนกันพร้อมกันนั้นน้อยกว่ามาก ไม่น่าเป็นไปได้อย่างยิ่งที่อนุภาคทั้งสี่จะชนกันในเวลาเดียวกัน ดังนั้นปฏิกิริยาส่วนใหญ่จึงเกิดขึ้นในหลายขั้นตอน โดยแต่ละขั้นตอนจะมีอนุภาคไม่เกิน 3 อนุภาคที่มีปฏิกิริยาโต้ตอบกัน

ปฏิกิริยาออกซิเดชันของไฮโดรเจนโบรไมด์เกิดขึ้นในอัตราที่เห็นได้ชัดเจนที่ 400–600 °C:

4НВr + O 2 = 2Н 2 О + 2Вr 2 .

ตามสมการปฏิกิริยา โมเลกุลทั้ง 5 จะต้องชนกันพร้อมๆ กัน อย่างไรก็ตาม ความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ดังกล่าวแทบจะเป็นศูนย์ นอกจากนี้ การศึกษาเชิงทดลองยังแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มความเข้มข้น ไม่ว่าจะเป็นออกซิเจนหรือไฮโดรเจนโบรไมด์ จะทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นในจำนวนเท่าเดิม และแม้ว่าทุกๆ โมเลกุลของออกซิเจนจะมีการใช้ไฮโดรเจนโบรไมด์สี่โมเลกุลก็ตาม

การตรวจสอบโดยละเอียดของกระบวนการนี้แสดงให้เห็นว่าเกิดขึ้นในหลายขั้นตอน:

1) HBr + O 2 = HOOBr (ปฏิกิริยาช้า);

2) HOOBr + HBr = 2HOVr (ปฏิกิริยาเร็ว);

3) HOWr + HBr = H 2 O + Br 2 (ปฏิกิริยาเร็ว)

ปฏิกิริยาข้างต้นที่เรียกว่า ปฏิกิริยาเบื้องต้น, สะท้อน กลไกการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของไฮโดรเจนโบรไมด์กับออกซิเจน สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่ามีเพียงสองโมเลกุลเท่านั้นที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาขั้นกลางแต่ละปฏิกิริยา การบวกสองสมการแรกและสมการที่สามสองครั้งจะทำให้ได้สมการปฏิกิริยาโดยรวม อัตราการเกิดปฏิกิริยาโดยรวมถูกกำหนดโดยปฏิกิริยาระหว่างกลางที่ช้าที่สุด โดยที่โมเลกุลของไฮโดรเจนโบรไมด์หนึ่งโมเลกุลและออกซิเจนหนึ่งโมเลกุลมีปฏิกิริยาโต้ตอบกัน

อัตราของปฏิกิริยาเบื้องต้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของความเข้มข้นของฟันกราม กับ (กับคือปริมาณของสารต่อหน่วยปริมาตร กับ = /วี) รีเอเจนต์ที่ใช้กำลังเท่ากับค่าสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ ( กฎแห่งการกระทำของมวลชนอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี) นี่เป็นเรื่องจริงเฉพาะสำหรับสมการปฏิกิริยาที่สะท้อนกลไกของกระบวนการทางเคมีจริงเท่านั้น เมื่อค่าสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ที่อยู่ด้านหน้าสูตรรีเอเจนต์สอดคล้องกับจำนวนอนุภาคที่มีปฏิสัมพันธ์กัน

ขึ้นอยู่กับจำนวนโมเลกุลที่ทำปฏิกิริยากันในปฏิกิริยา ปฏิกิริยาจะถูกจำแนกเป็นโมเลกุลเดี่ยว ไบโมเลกุล และไตรโมเลกุล ตัวอย่างเช่น การแยกตัวของโมเลกุลไอโอดีนออกเป็นอะตอม: I 2 = 2I เป็นปฏิกิริยาโมเลกุลเดี่ยว

ปฏิกิริยาระหว่างไอโอดีนกับไฮโดรเจน: I 2 + H 2 = 2HI – ปฏิกิริยาทางชีวโมเลกุล กฎการออกฤทธิ์ของมวลสำหรับปฏิกิริยาเคมีของโมเลกุลต่างกันเขียนไว้ต่างกัน

ปฏิกิริยาโมเลกุลเดี่ยว:

ก = ข + ค

= เคซีเอ,

ที่ไหน เค– อัตราการเกิดปฏิกิริยาคงที่

ปฏิกิริยาทางชีวโมเลกุล:

= เคซีใน.

ปฏิกิริยาไตรโมเลกุล:

= เคซี 2 ก ใน.

พลังงานกระตุ้น

การชนกันของอนุภาคเคมีจะทำให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีก็ต่อเมื่ออนุภาคที่ชนกันมีพลังงานเกินค่าเฉพาะบางอย่างเท่านั้น พิจารณาปฏิกิริยาของสารก๊าซที่ประกอบด้วยโมเลกุล A 2 และ B 2:

ก 2 + บี 2 = 2AB

ในระหว่างปฏิกิริยาเคมี การจัดเรียงอะตอมใหม่เกิดขึ้น พร้อมกับการแตกของพันธะเคมีในสารตั้งต้นและการเกิดพันธะในผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยา เมื่อทำปฏิกิริยาโมเลกุลชนกันเรียกว่า เปิดใช้งานคอมเพล็กซ์ซึ่งความหนาแน่นของอิเล็กตรอนจะถูกกระจายออกไป และจากนั้นจะได้ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาสุดท้ายเท่านั้น:

เรียกว่าพลังงานที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนสารเข้าสู่สถานะของสารเชิงซ้อนที่เปิดใช้งาน พลังงานกระตุ้น.

กิจกรรม สารเคมีแสดงออกด้วยพลังงานกระตุ้นต่ำของปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับพวกมัน ยิ่งพลังงานกระตุ้นต่ำ อัตราการเกิดปฏิกิริยาก็จะยิ่งสูงขึ้น ตัวอย่างเช่น ในปฏิกิริยาระหว่างแคตไอออนและแอนไอออน พลังงานกระตุ้นมีน้อยมาก ปฏิกิริยาดังกล่าวจึงเกิดขึ้นเกือบจะในทันที หากพลังงานกระตุ้นสูง การชนเพียงเล็กน้อยจะทำให้เกิดการก่อตัวของสารใหม่ ดังนั้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาระหว่างไฮโดรเจนกับออกซิเจนที่อุณหภูมิห้องจึงแทบจะเป็นศูนย์

ดังนั้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาจึงได้รับผลกระทบจาก ลักษณะของสารตั้งต้น. ลองพิจารณาปฏิกิริยาของโลหะกับกรดเป็นตัวอย่าง หากคุณทิ้งทองแดง สังกะสี แมกนีเซียม และเหล็กชิ้นเดียวกันลงในหลอดทดลองที่มีกรดซัลฟิวริกเจือจาง คุณจะเห็นว่าความเข้มของการปล่อยฟองก๊าซไฮโดรเจนซึ่งเป็นตัวกำหนดอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะแตกต่างกันอย่างมากสำหรับโลหะเหล่านี้ ในหลอดทดลองที่มีแมกนีเซียมจะสังเกตเห็นวิวัฒนาการอย่างรวดเร็วของไฮโดรเจนและในหลอดทดลองที่มีสังกะสีฟองก๊าซจะถูกปล่อยออกมาค่อนข้างสงบมากขึ้น ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นช้ากว่าในหลอดทดลองที่มีธาตุเหล็ก (รูปที่) ทองแดงไม่ทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเจือจางเลย ดังนั้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาจึงขึ้นอยู่กับกิจกรรมของโลหะ

เมื่อเปลี่ยนกรดซัลฟิวริก (กรดแก่) ด้วยกรดอะซิติก (กรดอ่อน) อัตราการเกิดปฏิกิริยาในทุกกรณีจะลดลงอย่างมาก เราสามารถสรุปได้ว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาของโลหะกับกรดได้รับอิทธิพลจากธรรมชาติของรีเอเจนต์ทั้งสอง - ทั้งโลหะและกรด

การส่งเสริม อุณหภูมินำไปสู่การเพิ่มขึ้นของพลังงานจลน์ของอนุภาคเคมีเช่น เพิ่มจำนวนอนุภาคที่มีพลังงานสูงกว่าพลังงานกระตุ้น เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น จำนวนการชนกันของอนุภาคก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ซึ่งจะเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาในระดับหนึ่ง อย่างไรก็ตาม การเพิ่มประสิทธิภาพของการชนโดยการเพิ่มพลังงานจลน์จะส่งผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยามากกว่าการเพิ่มจำนวนการชน

เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นสิบองศา ความเร็วจะเพิ่มขึ้นหลายเท่าเท่ากับค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความเร็ว:

= +10 / .

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นจาก ก่อน "
อัตราส่วนอัตราการเกิดปฏิกิริยา " และ เท่ากับ
ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความเร็วต่อกำลัง ( " – )/10:

" / = ("–)/10.

สำหรับปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันหลายๆ ปฏิกิริยา ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของอัตราคือ 24 (กฎของแวนต์ฮอฟฟ์) การขึ้นต่อกันของอัตราการเกิดปฏิกิริยากับอุณหภูมิสามารถสังเกตได้โดยใช้ตัวอย่างปฏิกิริยาระหว่างคอปเปอร์ (II) ออกไซด์กับกรดซัลฟิวริกเจือจาง ที่อุณหภูมิห้องปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นช้ามาก เมื่อถูกความร้อน ส่วนผสมของปฏิกิริยาจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินอย่างรวดเร็วเนื่องจากการก่อตัวของคอปเปอร์ (II) ซัลเฟต:

CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O.

ตัวเร่งปฏิกิริยาและสารยับยั้ง

ปฏิกิริยาหลายอย่างสามารถเร่งหรือชะลอความเร็วได้ด้วยการแนะนำสารบางชนิด สารที่เติมเข้าไปจะไม่มีส่วนร่วมในการเกิดปฏิกิริยาและจะไม่ถูกใช้ไปในระหว่างการทำปฏิกิริยา แต่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา สารเหล่านี้เปลี่ยนกลไกการเกิดปฏิกิริยา (รวมถึงองค์ประกอบของสารเชิงซ้อนกัมมันต์) และลดพลังงานกระตุ้น ซึ่งจะช่วยเร่งปฏิกิริยาเคมี สารที่เร่งปฏิกิริยาเรียกว่า ตัวเร่งปฏิกิริยาและปรากฏการณ์ความเร่งของปฏิกิริยาดังกล่าวก็คือ การเร่งปฏิกิริยา.

ปฏิกิริยาหลายอย่างหากไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นช้ามากหรือไม่เลย ปฏิกิริยาอย่างหนึ่งคือการสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์:

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

หากคุณทิ้งแมงกานีสไดออกไซด์ที่เป็นของแข็งลงในภาชนะที่มีสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่เป็นน้ำ การปล่อยออกซิเจนอย่างรวดเร็วจะเริ่มขึ้น หลังจากที่แมงกานีสไดออกไซด์ถูกกำจัดออกไป ปฏิกิริยาจะหยุดลงในทางปฏิบัติ การชั่งน้ำหนักทำให้ง่ายต่อการตรวจสอบว่าไม่มีการใช้แมงกานีสไดออกไซด์ในกระบวนการนี้ - เป็นเพียงการเร่งปฏิกิริยาเท่านั้น

ขึ้นอยู่กับว่าตัวเร่งปฏิกิริยาและสารตั้งต้นอยู่ในสถานะการรวมกลุ่มเดียวกันหรือต่างกัน การเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกันจะแตกต่างกัน

ในการเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน ตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถเร่งปฏิกิริยาโดยการสร้างตัวกลางโดยทำปฏิกิริยากับสารตัวทำปฏิกิริยาดั้งเดิมตัวใดตัวหนึ่ง ตัวอย่างเช่น:

ในการเร่งปฏิกิริยาแบบต่างกัน ปฏิกิริยาทางเคมีมักเกิดขึ้นบนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยา:

ตัวเร่งปฏิกิริยาแพร่หลายในธรรมชาติ การเปลี่ยนแปลงของสารในสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมดเกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของตัวเร่งปฏิกิริยาอินทรีย์ - เอนไซม์

ตัวเร่งปฏิกิริยาใช้ในการผลิตสารเคมีเพื่อเร่งกระบวนการบางอย่าง นอกจากนี้ยังใช้สารที่ทำให้ปฏิกิริยาเคมีช้าลงด้วย - สารยับยั้ง. โดยเฉพาะอย่างยิ่งด้วยความช่วยเหลือของสารยับยั้ง โลหะจะได้รับการปกป้องจากการกัดกร่อน

ปัจจัยที่ส่งผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

เพิ่มความเร็ว ลดความเร็ว
การมีอยู่ของรีเอเจนต์ที่ออกฤทธิ์ทางเคมี การปรากฏตัวของรีเอเจนต์ที่ไม่ใช้งานทางเคมี
เพิ่มความเข้มข้นของรีเอเจนต์ ลดความเข้มข้นของรีเอเจนต์
การเพิ่มพื้นที่ผิวของรีเอเจนต์ที่เป็นของแข็งและของเหลว ลดพื้นที่ผิวของรีเอเจนต์ที่เป็นของแข็งและของเหลว
อุณหภูมิเพิ่มขึ้น อุณหภูมิลดลง
การมีอยู่ของตัวเร่งปฏิกิริยา การปรากฏตัวของสารยับยั้ง

งาน

1. กำหนดอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี เขียนนิพจน์สำหรับกฎจลน์ของการกระทำมวลสำหรับปฏิกิริยาต่อไปนี้:

ก) 2C (โซล) + O 2 (g) = 2CO (g);

b) 2HI (g.) = H 2 (g.) + I 2 (g.)

2. อะไรเป็นตัวกำหนดอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี? ให้นิพจน์ทางคณิตศาสตร์สำหรับการขึ้นอยู่กับอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีกับอุณหภูมิ

3. ระบุว่าส่งผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาอย่างไร (ที่ปริมาตรคงที่):

ก) การเพิ่มความเข้มข้นของรีเอเจนต์

b) การบดรีเอเจนต์ที่เป็นของแข็ง
c) อุณหภูมิลดลง
d) การแนะนำตัวเร่งปฏิกิริยา
e) การลดความเข้มข้นของรีเอเจนต์
ฉ) อุณหภูมิเพิ่มขึ้น
g) การแนะนำตัวยับยั้ง;
h) ลดความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์

4. คำนวณอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี

CO (ก.) + H 2 O (ก.) = CO 2 (ก.) + H 2 (ก.)

ในภาชนะที่มีความจุ 1 ลิตรหากหลังจาก 1 นาที 30 วินาที หลังจากเริ่มต้น ปริมาณของสารไฮโดรเจนคือ 0.32 โมล และหลังจาก 2 นาที 10 วินาที ก็กลายเป็น 0.44 โมล การเพิ่มความเข้มข้นของ CO จะส่งผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาอย่างไร

5. จากปฏิกิริยาหนึ่งทำให้เกิดไฮโดรเจนไอโอไดด์ 6.4 กรัมในช่วงเวลาหนึ่งและในปฏิกิริยาอื่นภายใต้สภาวะเดียวกันจะเกิดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ 6.4 กรัม เปรียบเทียบอัตราของปฏิกิริยาเหล่านี้ อัตราของปฏิกิริยาเหล่านี้จะเปลี่ยนไปอย่างไรเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น

6. กำหนดอัตราการเกิดปฏิกิริยา

CO (ก.) + Cl 2 (ก.) = COCl 2 (ก.)

หากเป็นเวลา 20 วินาทีหลังจากเริ่มปฏิกิริยา ปริมาณเริ่มต้นของสารคาร์บอนมอนอกไซด์จะลดลงจาก 6 โมล 3 เท่า (ปริมาตรของเครื่องปฏิกรณ์คือ 100 ลิตร) อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเปลี่ยนไปอย่างไรหากใช้โบรมีนที่มีฤทธิ์น้อยกว่าแทนคลอรีน อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อให้ยา?
ก) ตัวเร่งปฏิกิริยา; b) สารยับยั้ง?

7. ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นในกรณีใด

CaO (ทีวี) + CO 2 (ก.) = CaCO 3 (ทีวี)

ไหลเร็วขึ้น: เมื่อใช้ชิ้นใหญ่หรือผงแคลเซียมออกไซด์? คำนวณ:
ก) ปริมาณของสาร ข) มวลของแคลเซียมคาร์บอเนตที่เกิดขึ้นใน 10 วินาที ถ้าอัตราการเกิดปฏิกิริยาเท่ากับ 0.1 โมล/(ลิตร วินาที) ปริมาตรของเครื่องปฏิกรณ์จะเป็น 1 ลิตร

8. ปฏิกิริยาระหว่างตัวอย่างแมกนีเซียมกับกรดไฮโดรคลอริก HCl ช่วยให้ได้รับแมกนีเซียมคลอไรด์ 0.02 โมล 30 วินาทีหลังจากเริ่มปฏิกิริยา พิจารณาว่าต้องใช้เวลานานเท่าใดจึงจะได้แมกนีเซียมคลอไรด์ 0.06 โมล

E) จาก 70 ถึง 40 °C อัตราการเกิดปฏิกิริยาลดลง 8 เท่า;
g) จาก 60 ถึง 40 °C อัตราการเกิดปฏิกิริยาลดลง 6.25 เท่า
h) จาก 40 ถึง 10 °C อัตราการเกิดปฏิกิริยาลดลง 27 เท่า

11. เจ้าของรถทาสีใหม่ก็พบว่าตามคำแนะนำควรทำให้แห้งที่อุณหภูมิ 105°C เป็นเวลา 3 ชั่วโมง จะต้องใช้เวลานานเท่าใดในการทำให้สีแห้งที่อุณหภูมิ 25 °C หากค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันที่เป็นรากฐานของกระบวนการนี้คือ: a) 2; ข) 3; ตอน 4?

คำตอบของงาน

1.ก) = เคซี(โอ 2); ข) = เคซี(สวัสดี)2.

2. +10 = .

3. อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นในกรณี a, b, d, f; ลดลง – c, d, g; ไม่เปลี่ยนแปลง - ชม.

4. 0.003 โมล/(ลิตร · วินาที) เมื่อความเข้มข้นของ CO เพิ่มขึ้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น

5. ความเร็วของปฏิกิริยาแรกลดลง 2 เท่า

6. 0.002 โมล/(ลิตร · วินาที)

7. ก) 1 โมล; ข) 100 กรัม

9. ความเร็วของปฏิกิริยา d, g, h จะเพิ่มขึ้น 2 เท่า 4 ครั้ง – a, b, f; 8 ครั้ง - ค, ง.

10. ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ:

2 สำหรับปฏิกิริยา b, e; = 2.5 – ค, ก.; = 3 – ง, ชั่วโมง; = 3.5 – ก, ก.

ก) 768 ชั่วโมง (32 วัน เช่น มากกว่า 1 เดือน)
b) 19,683 ชั่วโมง (820 วัน เช่น มากกว่า 2 ปี)
c) 196,608 ชั่วโมง (8192 วัน เช่น 22 ปี)

คุณสามารถพูดคุยเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของกระบวนการโดยการเปลี่ยนระบบ แต่ค่านี้ไม่ได้สะท้อนถึงความเป็นไปได้ที่แท้จริงของการเกิดปฏิกิริยานั่นเอง ความเร็วและกลไก

เพื่อให้เข้าใจปฏิกิริยาเคมีอย่างถ่องแท้ คุณต้องมีความรู้เกี่ยวกับรูปแบบเวลาที่มีอยู่ในระหว่างการดำเนินการ เช่น อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีและเธอ กลไกโดยละเอียด. ศึกษาความเร็วและกลไกของปฏิกิริยา จลนพลศาสตร์เคมี- ศาสตร์แห่งกระบวนการทางเคมี

จากมุมมองของจลนพลศาสตร์เคมี สามารถจำแนกปฏิกิริยาได้ สู่ความเรียบง่ายและซับซ้อน.

ปฏิกิริยาง่ายๆ– กระบวนการที่เกิดขึ้นโดยไม่มีการก่อตัวของสารประกอบกลาง ตามจำนวนอนุภาคที่เข้าร่วมจะแบ่งออกเป็น โมเลกุลเดี่ยว, สองโมเลกุล, ไตรโมเลกุลการชนกันของอนุภาคมากกว่า 3 อนุภาคไม่น่าเป็นไปได้ ดังนั้นปฏิกิริยาไตรโมเลกุลจึงค่อนข้างหายาก และไม่ทราบปฏิกิริยาสี่โมเลกุล ปฏิกิริยาที่ซับซ้อน – กระบวนการที่ประกอบด้วยปฏิกิริยาพื้นฐานหลายอย่าง

กระบวนการใดๆ ดำเนินการด้วยความเร็วโดยธรรมชาติ ซึ่งสามารถกำหนดได้จากการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในช่วงระยะเวลาหนึ่ง เฉลี่ย อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีแสดงโดยการเปลี่ยนปริมาณของสาร nสารที่ใช้หรือได้รับต่อหน่วยปริมาตร V ต่อหน่วยเวลา t

υ = ± DN/ dt· วี

หากสารถูกใช้ไปเราจะใส่เครื่องหมาย "-" ถ้ามันสะสมเราจะใส่เครื่องหมาย "+"

ที่ปริมาตรคงที่:

υ = ± กระแสตรง/ dt,

อัตราการเกิดปฏิกิริยาหน่วย โมล/ลิตร วินาที

โดยทั่วไป υ เป็นค่าคงที่และไม่ขึ้นอยู่กับสารที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาที่เรากำลังติดตาม

การขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของรีเอเจนต์หรือผลิตภัณฑ์กับเวลาในการทำปฏิกิริยาจะแสดงในรูปแบบ เส้นโค้งจลนศาสตร์ซึ่งดูเหมือนว่า:

จะสะดวกกว่าในการคำนวณ υ จากข้อมูลการทดลองหากนิพจน์ข้างต้นถูกแปลงเป็นนิพจน์ต่อไปนี้:

กฎแห่งการกระทำของมวล ค่าคงที่ลำดับและอัตราของปฏิกิริยา

หนึ่งในสูตร กฎแห่งการกระทำของมวลชนฟังดูเหมือน: อัตราของปฏิกิริยาเคมีที่เป็นเนื้อเดียวกันเบื้องต้นจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของความเข้มข้นของสารตั้งต้น

หากกระบวนการที่กำลังศึกษาอยู่ในรูปแบบ:

ก A + ข B = สินค้า

จากนั้นจึงสามารถแสดงอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีได้ สมการจลนศาสตร์:

υ = k [A] a [B] ขหรือ

υ = k·C ก A ·C ข B

ที่นี่ [ ] และ [บี] (ซี เอ และซีบี) - ความเข้มข้นของรีเอเจนต์

และ– ค่าสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ของปฏิกิริยาอย่างง่าย

เค– อัตราการเกิดปฏิกิริยาคงที่

ความหมายทางเคมีของปริมาณ เค- นี้ ปฏิกิริยาความเร็วที่ความเข้มข้นเดียว นั่นคือถ้าความเข้มข้นของสาร A และ B เท่ากับ 1 แสดงว่า υ = เค.

ต้องคำนึงว่าค่าสัมประสิทธิ์ในกระบวนการทางเคมีที่ซับซ้อน และไม่ตรงกับปริมาณสัมพันธ์

เป็นไปตามกฎแห่งการกระทำโดยรวมหากตรงตามเงื่อนไขหลายประการ:

  • ปฏิกิริยาถูกกระตุ้นด้วยความร้อนเช่น พลังงานของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน
  • ความเข้มข้นของรีเอเจนต์จะกระจายอย่างเท่าเทียมกัน
  • คุณสมบัติและเงื่อนไขของสภาพแวดล้อมไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างกระบวนการ
  • คุณสมบัติของสิ่งแวดล้อมไม่ควรส่งผลกระทบต่อ เค.

สู่กระบวนการที่ซับซ้อน กฎแห่งการกระทำของมวลชน ไม่สามารถนำไปใช้ได้ สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ด้วยความจริงที่ว่ากระบวนการที่ซับซ้อนประกอบด้วยขั้นตอนพื้นฐานหลายขั้นตอน และความเร็วของมันจะไม่ถูกกำหนดโดยความเร็วรวมของทุกขั้นตอน แต่จะมีเพียงขั้นตอนที่ช้าที่สุดเพียงขั้นตอนเดียวเท่านั้นซึ่งเรียกว่า การจำกัด.

แต่ละปฏิกิริยาก็มีของตัวเอง คำสั่ง. กำหนด คำสั่งซื้อส่วนตัว (บางส่วน)โดยรีเอเจนต์และ คำสั่งทั่วไป (เต็ม). ตัวอย่างเช่น ในการแสดงอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีสำหรับกระบวนการ

ก A + ข B = สินค้า

υ = เค·[ ] ·[ บี]

– สั่งซื้อโดยรีเอเจนต์

สั่งโดยรีเอเจนต์ ใน

ขั้นตอนทั่วไป + = n

สำหรับ กระบวนการง่ายๆลำดับปฏิกิริยาระบุจำนวนชนิดที่ทำปฏิกิริยา (ตรงกับสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์) และรับค่าจำนวนเต็ม สำหรับ กระบวนการที่ซับซ้อนลำดับของปฏิกิริยาไม่ตรงกับสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์และสามารถเป็นได้

ให้เราพิจารณาปัจจัยที่มีอิทธิพลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี υ

  1. ขึ้นอยู่กับอัตราการเกิดปฏิกิริยากับความเข้มข้นของสารตั้งต้น

    กำหนดโดยกฎแห่งการกระทำโดยรวม: υ = เค[ ] ·[ บี]

เห็นได้ชัดว่าเมื่อความเข้มข้นของสารตั้งต้นเพิ่มขึ้น υ ก็เพิ่มขึ้น เพราะ จำนวนการชนกันระหว่างสารที่เข้าร่วมในกระบวนการเคมีเพิ่มขึ้น ยิ่งไปกว่านั้น สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงลำดับของปฏิกิริยาด้วย: ถ้าเป็นเช่นนั้น n=1สำหรับรีเอเจนต์บางชนิด ความเร็วของมันจะแปรผันโดยตรงกับความเข้มข้นของสารนี้ ถ้าสำหรับรีเอเจนต์ใดๆ n=2จากนั้นการเพิ่มความเข้มข้นเป็นสองเท่าจะทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น 2 2 = 4 เท่า และการเพิ่มความเข้มข้น 3 เท่าจะทำให้ปฏิกิริยาเร็วขึ้น 3 2 = 9 เท่า

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี- การเปลี่ยนแปลงปริมาณของสารที่ทำปฏิกิริยาอย่างใดอย่างหนึ่งต่อหน่วยเวลาในหน่วยพื้นที่ปฏิกิริยา

ความเร็วของปฏิกิริยาเคมีขึ้นอยู่กับปัจจัยต่อไปนี้:

  • ลักษณะของสารที่ทำปฏิกิริยา
  • ความเข้มข้นของสารตั้งต้น
  • พื้นผิวสัมผัสของสารที่ทำปฏิกิริยา (ในปฏิกิริยาที่ต่างกัน)
  • อุณหภูมิ;
  • การกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยา

ทฤษฎีการชนแบบแอคทีฟช่วยให้เราสามารถอธิบายอิทธิพลของปัจจัยบางประการต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีได้ บทบัญญัติหลักของทฤษฎีนี้:

  • ปฏิกิริยาเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคของสารตั้งต้นที่มีพลังงานจำนวนหนึ่งชนกัน
  • ยิ่งมีอนุภาคของสารตั้งต้นมากเท่าไร ยิ่งอยู่ใกล้กันมากเท่าไร ก็ยิ่งมีแนวโน้มที่จะชนกันและทำปฏิกิริยามากขึ้นเท่านั้น
  • การชนที่มีประสิทธิภาพเท่านั้นที่จะทำให้เกิดปฏิกิริยา เช่น ส่วนที่ "ความสัมพันธ์เก่า" ถูกทำลายหรืออ่อนแอลง ดังนั้น "ความสัมพันธ์ใหม่" จึงเกิดขึ้นได้ อนุภาคจะต้องมีพลังงานเพียงพอ
  • เรียกว่าพลังงานส่วนเกินขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับการชนกันของอนุภาคของสารตั้งต้นอย่างมีประสิทธิภาพ พลังงานกระตุ้น Ea
  • กิจกรรมของสารเคมีแสดงออกมาในพลังงานกระตุ้นต่ำของปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้อง ยิ่งพลังงานกระตุ้นต่ำ อัตราการเกิดปฏิกิริยาก็จะยิ่งสูงขึ้นตัวอย่างเช่น ในปฏิกิริยาระหว่างแคตไอออนและแอนไอออน พลังงานกระตุ้นต่ำมาก ดังนั้นปฏิกิริยาดังกล่าวจึงเกิดขึ้นเกือบจะในทันที

อิทธิพลของความเข้มข้นของสารตั้งต้นต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา

เมื่อความเข้มข้นของสารตั้งต้นเพิ่มขึ้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น เพื่อให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้น อนุภาคเคมีสองตัวจะต้องมารวมกัน ดังนั้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาจึงขึ้นอยู่กับจำนวนการชนกันระหว่างอนุภาคเหล่านั้น การเพิ่มจำนวนอนุภาคในปริมาตรที่กำหนดจะนำไปสู่การชนบ่อยขึ้นและอัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น

การเพิ่มขึ้นของอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในเฟสก๊าซจะเป็นผลมาจากความดันที่เพิ่มขึ้นหรือปริมาตรที่ครอบครองโดยส่วนผสมลดลง

จากข้อมูลการทดลองในปี พ.ศ. 2410 นักวิทยาศาสตร์ชาวนอร์เวย์ K. Guldberg และ P. Waage และเป็นอิสระจากพวกเขาในปี พ.ศ. 2408 นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย N.I. เบเคตอฟได้กำหนดกฎพื้นฐานของจลนศาสตร์เคมีขึ้น การขึ้นอยู่กับอัตราการเกิดปฏิกิริยากับความเข้มข้นของสารตั้งต้น -

กฎแห่งการกระทำมวล (LMA):

อัตราของปฏิกิริยาเคมีเป็นสัดส่วนกับผลคูณของความเข้มข้นของสารที่ทำปฏิกิริยา ซึ่งมีกำลังเท่ากับค่าสัมประสิทธิ์ของสารในสมการปฏิกิริยา (“มวลประสิทธิผล” เป็นคำพ้องสำหรับแนวคิดสมัยใหม่เรื่อง “ความเข้มข้น”)

เอเอ+บีบี =ซีซี +ดีดีที่ไหน เค– อัตราการเกิดปฏิกิริยาคงที่

ZDM ดำเนินการเฉพาะกับปฏิกิริยาเคมีเบื้องต้นที่เกิดขึ้นในขั้นตอนเดียวเท่านั้น หากปฏิกิริยาเกิดขึ้นตามลำดับผ่านหลายขั้นตอน ความเร็วรวมของกระบวนการทั้งหมดจะถูกกำหนดโดยส่วนที่ช้าที่สุด

นิพจน์สำหรับอัตราการเกิดปฏิกิริยาประเภทต่างๆ

ZDM หมายถึงปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน ถ้าปฏิกิริยาต่างกัน (รีเอเจนต์อยู่ในสถานะการรวมกลุ่มที่แตกต่างกัน) สมการ ZDM จะรวมเฉพาะรีเอเจนต์ที่เป็นของเหลวหรือก๊าซเท่านั้น และไม่รวมของแข็ง ซึ่งส่งผลต่อค่าคงที่อัตรา k เท่านั้น

โมเลกุลของปฏิกิริยาคือจำนวนโมเลกุลขั้นต่ำที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการทางเคมีเบื้องต้น ขึ้นอยู่กับความเป็นโมเลกุล ปฏิกิริยาเคมีเบื้องต้นแบ่งออกเป็นโมเลกุล (A →) และสองโมเลกุล (A + B →); ปฏิกิริยาไตรโมเลกุลมีน้อยมาก

อัตราการเกิดปฏิกิริยาต่างกัน

  • ขึ้นอยู่กับ พื้นที่ผิวสัมผัสระหว่างสาร, เช่น. ระดับการบดของสารและความสมบูรณ์ของการผสมรีเอเจนต์
  • ตัวอย่างคือการเผาไม้ ท่อนไม้ทั้งหมดจะเผาไหม้ในอากาศค่อนข้างช้า หากคุณเพิ่มพื้นผิวสัมผัสระหว่างไม้กับอากาศ โดยแยกท่อนไม้ออกเป็นชิ้นๆ อัตราการเผาไหม้จะเพิ่มขึ้น
  • เหล็กที่ลุกติดไฟได้เองจะถูกเทลงบนแผ่นกระดาษกรอง ในช่วงฤดูใบไม้ร่วง อนุภาคเหล็กจะร้อนและจุดไฟเผากระดาษ

ผลกระทบของอุณหภูมิต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา

ในศตวรรษที่ 19 Van't Hoff นักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ค้นพบการทดลองว่าเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10 o C อัตราของปฏิกิริยาหลายอย่างจะเพิ่มขึ้น 2-4 เท่า

กฎของแวนต์ ฮอฟฟ์

สำหรับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 10 4 C อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น 2-4 เท่า

ที่นี่ γ (ตัวอักษรกรีก "แกมมา") - ที่เรียกว่าค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิหรือค่าสัมประสิทธิ์ van't Hoff รับค่าตั้งแต่ 2 ถึง 4

สำหรับแต่ละปฏิกิริยาเฉพาะ ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิจะถูกกำหนดโดยการทดลอง มันแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าอัตราของปฏิกิริยาเคมีที่กำหนด (และค่าคงที่ของอัตรา) จะเพิ่มขึ้นเป็นจำนวนเท่าใดเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นทุกๆ 10 องศา

กฎของแวนต์ ฮอฟฟ์ใช้ในการประมาณการเปลี่ยนแปลงของค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นหรือลดลง ความสัมพันธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้นระหว่างค่าคงที่ของอัตราและอุณหภูมิถูกกำหนดโดยนักเคมีชาวสวีเดน Svante Arrhenius:

ยังไง มากกว่า E ปฏิกิริยาเฉพาะดังนั้น น้อย(ที่อุณหภูมิที่กำหนด) จะเป็นอัตราคงที่ k (และอัตรา) ของปฏิกิริยานี้ การเพิ่มขึ้นของ T ส่งผลให้อัตราคงที่เพิ่มขึ้น ซึ่งอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิทำให้จำนวนโมเลกุล "มีพลัง" เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วซึ่งสามารถเอาชนะสิ่งกีดขวางการกระตุ้น Ea ได้

ผลของตัวเร่งปฏิกิริยาต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา

คุณสามารถเปลี่ยนอัตราการเกิดปฏิกิริยาได้โดยใช้สารพิเศษที่เปลี่ยนกลไกการเกิดปฏิกิริยาและกำหนดทิศทางไปตามเส้นทางที่มีพลังมากขึ้นด้วยพลังงานกระตุ้นที่ต่ำกว่า

ตัวเร่งปฏิกิริยา- สิ่งเหล่านี้คือสารที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมีและเพิ่มความเร็ว แต่เมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยาพวกมันยังคงไม่เปลี่ยนแปลงทั้งในเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ

สารยับยั้ง– สารที่ทำให้ปฏิกิริยาเคมีช้าลง

เรียกว่าการเปลี่ยนอัตราของปฏิกิริยาเคมีหรือทิศทางโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา การเร่งปฏิกิริยา .

หากคุณพบข้อผิดพลาด โปรดเลือกส่วนของข้อความแล้วกด Ctrl+Enter