Sistemet. Por kjo vler? nuk pasqyron mund?sin? reale t? reagimit, t? saj shpejt?sia dhe mekanizmi.

P?r nj? paraqitje t? plot? t? nj? reaksioni kimik, duhet t? keni njohuri se cilat modele kohore ekzistojn? gjat? zbatimit t? tij, d.m.th. shpejt?sia e reaksionit kimik dhe mekanizmin e tij t? detajuar. Shpejt?sia dhe mekanizmi i studimeve t? reaksionit kinetika kimike shkenca e procesit kimik.

P?r sa i p?rket kinetik?s kimike, reaksionet mund t? klasifikohen n? t? thjeshta dhe komplekse.

reagime t? thjeshta- proceset q? ndodhin pa formimin e komponimeve t? nd?rmjetme. Sipas numrit t? grimcave q? marrin pjes? n? t?, ato ndahen n? monomolekulare, bimolekulare, trimolekulare. P?rplasja e m? shum? se 3 grimcave nuk ka gjasa, k?shtu q? reaksionet trimolekulare jan? mjaft t? rralla, dhe ato me kat?r molekulare jan? t? panjohura. Reaksione komplekse- procese q? p?rb?hen nga disa reaksione elementare.

?do proces vazhdon me shpejt?sin? e tij t? qen?sishme, e cila mund t? p?rcaktohet nga ndryshimet q? ndodhin gjat? nj? periudhe t? caktuar kohore. e mesme shpejt?sia e reaksionit kimik e shprehur si ndryshim n? sasin? e nj? l?nde n substanc? e konsumuar ose e marr? p?r nj?si v?llimi V p?r nj?si t? koh?s t.

y = ± dn/ dt· V

N?se substanca konsumohet, at?her? vendosim shenj?n "-", n?se grumbullohet - "+"

N? v?llim konstant:

y = ± DC/ dt,

Nj?sia e shpejt?sis? s? reagimit mol/l s

N? p?rgjith?si, y ?sht? nj? vler? konstante dhe nuk varet nga cila substanc? po ndjekim n? reaksion.

Var?sia e p?rqendrimit t? reagentit ose produktit nga koha e reagimit paraqitet si kurba kinetike, e cila duket si:

?sht? m? i p?rshtatsh?m p?r t? llogaritur y nga t? dh?nat eksperimentale n?se shprehjet e m?sip?rme konvertohen n? shprehjen e m?poshtme:

Ligji i masave aktive. Konstanta e rendit dhe shpejt?sis? s? reaksionit

Nj? nga formulimet ligji i veprimit masiv ting?llon si kjo: Shpejt?sia e nj? reaksioni kimik elementar homogjen ?sht? drejtp?rdrejt proporcional me produktin e p?rqendrimeve t? reaktant?ve.

N?se procesi n? studim p?rfaq?sohet si:

a A + b B = produkte

at?her? mund t? shprehet shpejt?sia e nj? reaksioni kimik ekuacioni kinetik:

y = k [A] a [B] b ose

y = k C a A C b B

K?tu [ A] dhe [B] (C A dheC B) - p?rqendrimi i reagent?ve,

nj? dheb jan? koeficient?t stekiometrik? t? nj? reaksioni t? thjesht?,

k?sht? konstante shpejt?sia e reaksionit.

Kuptimi kimik i sasis? k- kjo ?sht? reagimi i shpejt?sis? n? p?rq?ndrime t? vetme. Kjo do t? thot?, n?se p?rqendrimet e substancave A dhe B jan? t? barabarta me 1, at?her? y = k.

Duhet pasur parasysh se n? proceset kimike komplekse koeficient?t nj? dheb nuk p?rputhen me ato stekiometrike.

Ligji i veprimit masiv p?rmbushet n? nj? num?r kushtesh:

• Reaksioni aktivizohet termikisht, d.m.th. energjia e l?vizjes termike.
• P?rqendrimi i reagent?ve shp?rndahet n? m?nyr? t? barabart?.
• Vetit? dhe kushtet e mjedisit nuk ndryshojn? gjat? procesit.
• Karakteristikat e mjedisit nuk duhet t? ndikojn? k.

P?r procese komplekse ligji i veprimit masiv nuk mund t? aplikohet. Kjo mund t? shpjegohet me faktin se nj? proces kompleks p?rb?het nga disa faza elementare dhe shpejt?sia e tij do t? p?rcaktohet jo nga shpejt?sia totale e t? gjitha fazave, por nga nj? nga fazat m? t? ngadalta, e cila quhet kufizuese.

?do reagim ka t? vetin urdh?roj. P?rcaktoni porosi private (e pjesshme). me reagent dhe rend i p?rgjithsh?m (i plot?).. P?r shembull, n? shprehjen p?r shpejt?sin? e nj? reaksioni kimik p?r nj? proces

a A + b B = produkte

y = k·[ A] a·[ B] b

a– porosi sipas reagentit POR

b — porosi sipas reagentit AT

Urdhri i p?rgjithsh?m a + b = n

P?r procese t? thjeshta rendi i reaksionit tregon numrin e grimcave q? reagojn? (p?rkon me koeficient?t stoikiometrik?) dhe merr vlera t? plota. P?r procese komplekse rendi i reaksionit nuk p?rkon me koeficient?t stekiometrik? dhe mund t? jet? cilido.

Le t? p?rcaktojm? faktor?t q? ndikojn? n? shpejt?sin? e nj? reaksioni kimik y.

1. Var?sia e shpejt?sis? s? reaksionit nga p?rqendrimi i reaktant?ve

   p?rcaktuar nga ligji i veprimit masiv: y = k[ A] a·[ B] b

Natyrisht, me rritjen e p?rqendrimeve t? reaktant?ve, y rritet, sepse rritet numri i p?rplasjeve nd?rmjet substancave q? marrin pjes? n? procesin kimik. P?r m? tep?r, ?sht? e r?nd?sishme t? merret parasysh rendi i reagimit: n?se ai n=1 p?r disa reagjent?, at?her? shpejt?sia e tij ?sht? drejtp?rdrejt proporcionale me p?rqendrimin e k?saj substance. N?se p?r ndonj? reagent n=2, at?her? dyfishimi i p?rqendrimit t? tij do t? ?oj? n? nj? rritje t? shkall?s s? reagimit me 2 2 \u003d 4 her?, dhe rritja e p?rqendrimit me 3 her? do t? p?rshpejtoj? reagimin me 3 2 \u003d 9 her?.

Mekanizmat e shnd?rrimeve kimike dhe shpejt?sia e tyre studiohen nga kinetika kimike. Proceset kimike vazhdojn? n? koh? me ritme t? ndryshme. Disa ndodhin shpejt, pothuajse menj?her?, nd?rsa t? tjer?ve u duhet nj? koh? shum? e gjat? p?r t'u ndodhur.

Reagimi i shpejt?sis?- shpejt?sia me t? cil?n konsumohen reagent?t (p?rqendrimi i tyre zvog?lohet) ose produktet e reaksionit formohen p?r nj?si v?llimi.

Faktor?t q? mund t? ndikojn? n? shpejt?sin? e nj? reaksioni kimik

Faktor?t e m?posht?m mund t? ndikojn? se sa shpejt ndodh nj? nd?rveprim kimik:

• p?rqendrimi i substancave;
• natyra e reagent?ve;
• temperatura;
• prania e nj? katalizatori;
• presioni (p?r reaksionet n? nj? mjedis t? gazt?).

K?shtu, duke ndryshuar disa kushte p?r rrjedh?n e nj? procesi kimik, ?sht? e mundur t? ndikohet se sa shpejt do t? vazhdoj? procesi.

N? procesin e nd?rveprimit kimik, grimcat e substancave reaguese p?rplasen me nj?ra-tjetr?n. Numri i rast?sive t? tilla ?sht? n? p?rpjes?tim me numrin e grimcave t? substancave n? v?llimin e p?rzierjes reaguese, dhe si rrjedhim proporcional me p?rqendrimet molare t? reagent?ve.

Ligji i masave q? veprojn? p?rshkruan var?sin? e shpejt?sis? s? reaksionit nga p?rqendrimet molare t? substancave q? reagojn?.

P?r nj? reaksion elementar (A + B -> ...), ky ligj shprehet me formul?n:

y \u003d k ?С A ?С B,

ku k ?sht? konstanta e shpejt?sis?; C A dhe C B jan? p?rqendrimet molare t? reaktant?ve, A dhe B.

N?se nj? nga substancat reaguese ?sht? n? gjendje t? ngurt?, at?her? nd?rveprimi ndodh n? nd?rfaqen e faz?s, dhe p?r k?t? arsye p?rqendrimi i substanc?s s? ngurt? nuk p?rfshihet n? ekuacionin e ligjit kinetik t? masave q? veprojn?. P?r t? kuptuar kuptimin fizik t? konstant?s s? shpejt?sis?, ?sht? e nevojshme t? merren C, A dhe C B t? barabarta me 1. Pastaj b?het e qart? se konstanta e shpejt?sis? ?sht? e barabart? me shpejt?sin? e reaksionit n? p?rqendrimet e reagjentit t? barabart? me nj?sin?.

Natyra e reagent?ve

Meqen?se lidhjet kimike t? substancave reaguese shkat?rrohen n? procesin e bashk?veprimit dhe formohen lidhje t? reja t? produkteve t? reaksionit, natyra e lidhjeve q? marrin pjes? n? reaksionin e p?rb?rjeve dhe struktura e molekulave t? substancave reaguese do t? luaj? nj? rol i rendesishem.

Sip?rfaqja e kontaktit t? reagent?ve

Nj? karakteristik? e till? si sip?rfaqja e kontaktit t? reagent?ve t? ngurt?, ndonj?her? mjaft dometh?n?se, ndikon n? rrjedh?n e reagimit. Bluarja e nj? t? ngurt? ju lejon t? rrisni sip?rfaqen e kontaktit t? reagent?ve dhe k?shtu t? p?rshpejtoni procesin. Zona e kontaktit t? substancave t? tretshme rritet leht?sisht nga shp?rb?rja e substanc?s.

Temperatura e reagimit

Me rritjen e temperatur?s, energjia e grimcave q? p?rplasen do t? rritet, ?sht? e qart? se me nj? rritje t? temperatur?s, vet? procesi kimik do t? p?rshpejtohet. Nj? shembull i qart? se si rritja e temperatur?s ndikon n? procesin e nd?rveprimit t? substancave mund t? konsiderohen t? dh?nat e dh?na n? tabel?.

Tabela 1. Efekti i ndryshimit t? temperatur?s n? shpejt?sin? e formimit t? ujit (О 2 +2Н 2 ->2Н 2 О)

P?r nj? p?rshkrim sasior se si temperatura mund t? ndikoj? n? shkall?n e nd?rveprimit t? substancave, p?rdoret rregulli van't Hoff. Rregulli i Van't Hoff ?sht? q? kur temperatura rritet me 10 grad?, ka nj? nxitim 2-4 her?.

Formula matematikore q? p?rshkruan rregullin van't Hoff ?sht? si m? posht?:

Ku g ?sht? koeficienti i temperatur?s s? shpejt?sis? s? reaksionit kimik (g = 2-4).

Por ekuacioni Arrhenius p?rshkruan var?sin? nga temperatura e konstant?s s? shpejt?sis? shum? m? sakt?:

Ku R ?sht? konstanta universale e gazit, A ?sht? nj? faktor i p?rcaktuar nga lloji i reaksionit, E, A ?sht? energjia e aktivizimit.

Energjia e aktivizimit ?sht? energjia q? nj? molekul? duhet t? marr? n? m?nyr? q? t? ndodh? nj? transformim kimik. Kjo do t? thot?, ?sht? nj? lloj pengese energjie q? do t? duhet t? kap?rcehet nga molekulat q? p?rplasen n? v?llimin e reaksionit n? m?nyr? q? t? rishp?rndahen lidhjet.

Energjia e aktivizimit nuk varet nga faktor? t? jasht?m, por varet nga natyra e substanc?s. Vlera e energjis? s? aktivizimit deri n? 40 - 50 kJ / mol lejon q? substancat t? reagojn? me nj?ra-tjetr?n n? m?nyr? mjaft aktive. N?se energjia e aktivizimit kalon 120 kJ/mol, at?her? substancat (n? temperatura t? zakonshme) do t? reagojn? shum? ngadal?. Ndryshimi i temperatur?s ?on n? nj? ndryshim n? numrin e molekulave aktive, dometh?n? molekulave q? kan? arritur nj? energji m? t? madhe se energjia e aktivizimit, dhe p?r k?t? arsye jan? t? afta p?r transformime kimike.

Veprim katalizator

Nj? katalizator ?sht? nj? substanc? q? mund t? p?rshpejtoj? nj? proces, por nuk ?sht? pjes? e produkteve t? tij. Kataliza (p?rshpejtimi i rrjedh?s s? nj? transformimi kimik) ndahet n? · homogjene, · heterogjene. N?se reaktant?t dhe katalizatori jan? n? t? nj?jt?n gjendje grumbullimi, at?her? kataliza quhet homogjene, n?se n? gjendje t? ndryshme, at?her? heterogjene. Mekanizmat e veprimit t? katalizator?ve jan? t? shum?llojsh?m dhe mjaft kompleks. P?rve? k?saj, duhet t? theksohet se katalizator?t karakterizohen nga selektiviteti i veprimit. Kjo do t? thot?, i nj?jti katalizator, duke p?rshpejtuar nj? reagim, nuk mund t? ndryshoj? n? asnj? m?nyr? shpejt?sin? e nj? tjetri.

Presioni

N?se substancat e gazta p?rfshihen n? transformim, at?her? shpejt?sia e procesit do t? ndikohet nga nj? ndryshim n? presionin n? sistem . Kjo ndodh sepse se p?r reaktant?t e gazt?, nj? ndryshim n? presion ?on n? nj? ndryshim t? p?rqendrimit.

P?rcaktimi eksperimental i shpejt?sis? s? nj? reaksioni kimik

?sht? e mundur t? p?rcaktohet n? m?nyr? eksperimentale shpejt?sia e nj? transformimi kimik duke marr? t? dh?na se si ndryshon p?rqendrimi i substancave ose produkteve q? reagojn? p?r nj?si t? koh?s. Metodat p?r marrjen e t? dh?nave t? tilla ndahen n?

• kimike,
• fizike dhe kimike.

Metodat kimike jan? mjaft t? thjeshta, t? p?rballueshme dhe t? sakta. Me ndihm?n e tyre, shpejt?sia p?rcaktohet duke matur drejtp?rdrejt p?rqendrimin ose sasin? e nj? substance t? reaktant?ve ose produkteve. N? rastin e nj? reaksioni t? ngadalt?, merren mostra p?r t? monitoruar m?nyr?n se si konsumohet reagenti. Pas k?saj, p?rcaktohet p?rmbajtja e reagentit n? most?r. Me marrjen e mostrave n? intervale t? rregullta, ?sht? e mundur t? merren t? dh?na p?r ndryshimin e sasis? s? nj? substance gjat? nd?rveprimit. Llojet m? t? p?rdorura t? analizave jan? titrimetria dhe gravimetria.

N?se reagimi vazhdon shpejt, at?her? p?r t? marr? nj? most?r, ai duhet t? ndalet. Kjo mund t? b?het me ftohje heqja e papritur e katalizatorit, ?sht? gjithashtu e mundur t? hollohet ose t? transferohet nj? nga reagent?t n? nj? gjendje jo reaktive.

Metodat e analiz?s fiziko-kimike n? kinetik?n moderne eksperimentale p?rdoren m? shpesh sesa ato kimike. Me ndihm?n e tyre, ju mund t? v?zhgoni ndryshimin e p?rqendrimeve t? substancave n? koh? reale. Nuk ka nevoj? t? ndalet reaksioni dhe t? merren mostra.

Metodat fiziko-kimike bazohen n? matjen e nj? vetie fizike q? varet nga p?rmbajtja sasiore e nj? p?rb?rje t? caktuar n? sistem dhe ndryshon me kalimin e koh?s. P?r shembull, n?se gazrat jan? t? p?rfshir? n? reaksion, at?her? presioni mund t? jet? nj? veti e till?. Gjithashtu maten p?r?ueshm?ria elektrike, indeksi i thyerjes dhe spektri i p?rthithjes s? substancave.

Kinetika- shkenca e shpejt?sive t? reaksioneve kimike.

Shpejt?sia e nj? reaksioni kimik- numri i akteve elementare t? bashk?veprimit kimik q? ndodhin p?r nj?si t? koh?s p?r nj?si v?llimi (homogjene) ose p?r nj?si sip?rfaqe (heterogjene).

Shkalla e v?rtet? e reagimit:

P?r reaksionet homogjene, heterogjene:

1) p?rqendrimi i substancave reaguese;

2) temperatura;

3) katalizator;

4) frenues.

Vet?m p?r heterogjene:

1) shkalla e furnizimit t? reaktant?ve n? nd?rfaqe;

2) sip?rfaqja.

Faktori kryesor - natyra e substancave reaguese - natyra e lidhjes midis atomeve n? molekulat e reagent?ve.

NO 2 - oksid nitrik (IV) - bisht dhelpra, CO - monoksid karboni, monoksid karboni.

N?se ato oksidohen me oksigjen, at?her? n? rastin e par? reaksioni do t? shkoj? menj?her?, ia vlen t? hapet tapa e en?s, n? rastin e dyt? reagimi zgjatet n? koh?.

P?rqendrimi i reaktant?ve do t? diskutohet m? posht?.

Opalescenca blu tregon momentin e reshjeve t? squfurit, sa m? i lart? t? jet? p?rqendrimi, aq m? i lart? ?sht? shkalla.

Oriz. dhjet?

Sa m? i madh t? jet? p?rqendrimi i Na 2 S 2 O 3, aq m? pak koh? merr reaksioni. Grafiku (Fig. 10) tregon nj? marr?dh?nie proporcionale drejtp?rs?drejti. Var?sia sasiore e shpejt?sis? s? reaksionit nga p?rqendrimi i reaktant?ve shprehet me MMA (ligji i veprimit t? mas?s), i cili thot?: shpejt?sia e nj? reaksioni kimik ?sht? drejtp?rdrejt proporcionale me produktin e p?rqendrimeve t? reaktant?ve.

K?shtu q?, ligji baz? i kinetik?s?sht? nj? ligj i vendosur eksperimentalisht: shpejt?sia e reaksionit ?sht? proporcionale me p?rqendrimin e reaktant?ve, shembull: (d.m.th. p?r reaksionin)

P?r k?t? reaksion H 2 + J 2 = 2HJ - shpejt?sia mund t? shprehet n? terma t? nj? ndryshimi n? p?rqendrimin e ndonj? prej substancave. N?se reagimi vazhdon nga e majta n? t? djatht?, at?her? p?rqendrimi i H 2 dhe J 2 do t? ulet, p?rqendrimi i HJ do t? rritet gjat? rrjedh?s s? reaksionit. P?r shpejt?sin? e menj?hershme t? reagimeve, mund t? shkruani shprehjen:

kllapat katrore tregojn? p?rqendrimin.

kuptimi fizik k- molekulat jan? n? l?vizje t? vazhdueshme, p?rplasen, shp?rndahen, godasin muret e en?s. N? m?nyr? q? t? ndodh? reaksioni kimik i formimit t? HJ, molekulat H 2 dhe J 2 duhet t? p?rplasen. Numri i p?rplasjeve t? tilla do t? jet? m? i madh, sa m? shum? molekula H 2 dhe J 2 t? p?rmbahen n? v?llim, d.m.th., aq m? t? m?dha do t? jen? vlerat e [Н 2 ] dhe . Por molekulat l?vizin me shpejt?si t? ndryshme dhe energjia totale kinetike e dy molekulave q? p?rplasen do t? jet? e ndryshme. N?se molekulat m? t? shpejta H 2 dhe J 2 p?rplasen, energjia e tyre mund t? jet? aq e lart? sa molekulat ndahen n? atome t? jodit dhe hidrogjenit, t? cilat fluturojn? larg dhe m? pas nd?rveprojn? me molekulat e tjera H 2 + J 2 > 2H+2J, pastaj H + J 2 > HJ + J. N?se energjia e molekulave q? p?rplasen ?sht? m? e vog?l, por mjaft e lart? p?r t? dob?suar lidhjet H - H dhe J - J, do t? ndodh? reaksioni i formimit t? jodit hidrogjen:

P?r shumic?n e molekulave q? p?rplasen, energjia ?sht? m? pak se e nevojshme p?r t? dob?suar lidhjet n? H2 dhe J2. Molekula t? tilla p?rplasen "n? heshtje" dhe gjithashtu "qet?sisht" shp?rndahen, duke mbetur ato q? ishin, H 2 dhe J 2 . K?shtu, jo t? gjitha, por vet?m nj? pjes? e p?rplasjeve ?ojn? n? nj? reaksion kimik. Koeficienti i proporcionalitetit (k) tregon numrin e p?rplasjeve efektive q? ?ojn? n? reaksion n? p?rqendrime [H 2 ] = = 1 mol. Vlera k-shpejt?sia konst. Si mund t? jet? shpejt?sia konstante? Po, shpejt?sia e l?vizjes drejtvizore uniforme quhet nj? sasi vektoriale konstante e barabart? me raportin e l?vizjes s? trupit p?r ?do periudh? kohe me vler?n e k?tij intervali. Por molekulat l?vizin rast?sisht, k?shtu q? si mund t? jet? e q?ndrueshme shpejt?sia? Por nj? shpejt?si konstante mund t? jet? vet?m n? nj? temperatur? konstante. Me rritjen e temperatur?s, p?rqindja e molekulave t? shpejta, p?rplasjet e t? cilave ?ojn? n? nj? reaksion rritet, d.m.th., rritet konstantja e shpejt?sis?. Por rritja e konstant?s s? norm?s nuk ?sht? e pakufizuar. N? nj? temperatur? t? caktuar, energjia e molekulave do t? b?het aq e madhe sa q? pothuajse t? gjitha p?rplasjet e reaktant?ve do t? jen? efektive. Kur dy molekula t? shpejta p?rplasen, do t? ndodh? nj? reagim i kund?rt.

Do t? vij? nj? moment kur ritmet e formimit t? 2HJ nga H 2 dhe J 2 dhe dekompozimi do t? jen? t? barabarta, por ky ?sht? tashm? nj? ekuilib?r kimik. Var?sia e shpejt?sis? s? reaksionit nga p?rqendrimi i reaktant?ve mund t? gjurmohet duke p?rdorur reaksionin tradicional t? bashk?veprimit t? nj? solucioni t? tiosulfatit t? natriumit me nj? zgjidhje t? acidit sulfurik.

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

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

Reagimi (1) vazhdon pothuajse menj?her?. Shpejt?sia e reaksionit (2) varet n? nj? temperatur? konstante nga p?rqendrimi i reaktantit H 2 S 2 O 3 . ?sht? ky reagim q? kemi v?rejtur - n? k?t? rast, shpejt?sia matet me koh?n nga fillimi i derdhjes s? tret?sirave deri n? shfaqjen e opalesenc?s. N? artikull L. M. Kuznetsova ?sht? p?rshkruar reaksioni i nd?rveprimit t? tiosulfatit t? natriumit me acidin klorhidrik. Ajo shkruan se kur tret?sirat kullohen, ndodh opalescenca (turbullira). Por kjo deklarat? e L. M. Kuznetsova ?sht? e gabuar, pasi opalescenca dhe mjegullimi jan? gj?ra t? ndryshme. Opaleshenca (nga opal dhe latinisht escentia- prapashtes? q? do t? thot? veprim i dob?t) - shp?rndarja e drit?s nga mediat e turbullta p?r shkak t? johomogjenitetit t? tyre optik. shp?rndarje drite- devijimi i rrezeve t? drit?s q? p?rhapen n? mjedis n? t? gjitha drejtimet nga drejtimi origjinal. Grimcat koloidale jan? n? gjendje t? shp?rndajn? drit?n (efekti Tyndall-Faraday) - kjo shpjegon opalescenc?n, turbullimin e leht? t? tret?sir?s koloidale. Gjat? kryerjes s? k?tij eksperimenti, ?sht? e nevojshme t? merret parasysh opalescenca blu, dhe m? pas koagulimi i pezullimit koloidal t? squfurit. E nj?jta dend?si e pezullimit v?rehet nga zhdukja e dukshme e ?do modeli (p?r shembull, nj? rrjet? n? fund t? kup?s), e v?zhguar nga lart p?rmes shtres?s s? tret?sir?s. Koha llogaritet me nj? kronomet?r q? nga momenti i kullimit.

Tret?sira Na 2 S 2 O 3 x 5H 2 O dhe H 2 SO 4.

E para p?rgatitet duke tretur 7,5 g krip? n? 100 ml H 2 O, q? korrespondon me nj? p?rqendrim 0,3 M. P?r t? p?rgatitur nj? tret?sir? t? H 2 SO 4 t? t? nj?jtit p?rqendrim, ?sht? e nevojshme t? matni 1.8 ml H 2 SO 4 (k), ? = = 1,84 g / cm 3 dhe shp?rndahet n? 120 ml H 2 O. Hidhni tret?sir?n e p?rgatitur t? Na 2 S 2 O 3 n? tre gota: n? t? par?n - 60 ml, n? t? dyt?n - 30 ml, n? t? tret?n - 10 ml. Shtoni 30 ml H 2 O t? distiluar n? got?n e dyt? dhe 50 ml n? t? tret?n. K?shtu, n? t? tre gotat do t? ket? 60 ml l?ng, por n? t? par?n p?rqendrimi i krip?s ?sht? me kusht = 1, n? t? dyt?n - 1/2 , dhe n? t? tret?n - 1/6. Pasi t? p?rgatiten tret?sirat, n? got?n e par? me tret?sir? kripe hidhet 60 ml tret?sir? H 2 SO 4 dhe ndizet kronometri etj. Duke pasur parasysh q? shpejt?sia e reaksionit zvog?lohet me hollimin e tret?sir?s Na 2 S 2 O 3, ajo mund t? p?rcaktohet si nj? vler? n? p?rpjes?tim t? zhdrejt? me koh?n v= nj?/? dhe nd?rtoni nj? grafik duke vizatuar p?rqendrimin n? abshis? dhe shpejt?sin? e reaksionit n? ordinat?. Nga ky p?rfundim - shpejt?sia e reagimit varet nga p?rqendrimi i substancave. T? dh?nat e marra jan? renditur n? tabel?n 3. Ky eksperiment mund t? kryhet duke p?rdorur biretat, por kjo k?rkon shum? praktik? nga interpretuesi, sepse orari ndonj?her? ?sht? i pasakt?.

Tabela 3

Shpejt?sia dhe koha e reagimit

Konfirmohet ligji Guldberg-Waage - profesori i kimis? Gulderg dhe shkenc?tari i ri Waage).

Konsideroni faktorin tjet?r - temperatur?n.

Me rritjen e temperatur?s, shpejt?sia e shumic?s s? reaksioneve kimike rritet. Kjo var?si p?rshkruhet nga rregulli van't Hoff: "Kur temperatura rritet p?r ?do 10 ° C, shpejt?sia e reaksioneve kimike rritet me 2-4 her?".

ku ? – koeficienti i temperatur?s, q? tregon sa her? rritet shpejt?sia e reagimit me nj? rritje t? temperatur?s me 10 ° C;

v 1 - shpejt?sia e reagimit n? temperatur? t 1;

v 2 - shpejt?sia e reagimit n? temperatur? t2.

P?r shembull, reaksioni n? 50 °C vazhdon n? dy minuta, sa koh? do t? p?rfundoj? procesi n? 70 °C n?se koeficienti i temperatur?s ? = 2?

t1 = 120 s = 2 min; t1 = 50 ° С; t 2 = 70 °C.

Edhe nj? rritje e leht? e temperatur?s shkakton nj? rritje t? mpreht? t? shkall?s s? reagimit t? p?rplasjeve molekulare aktive. Sipas teoris? s? aktivizimit, n? proces marrin pjes? vet?m ato molekula, energjia e t? cilave ?sht? m? e madhe se energjia mesatare e molekulave p?r nj? sasi t? caktuar. Kjo energji e tep?rt ?sht? energjia e aktivizimit. Kuptimi i tij fizik ?sht? energjia q? ?sht? e nevojshme p?r p?rplasjen aktive t? molekulave (rirregullimi i orbitaleve). Numri i grimcave aktive, dhe rrjedhimisht shkalla e reaksionit, rritet me temperatur?n sipas nj? ligji eksponencial, sipas ekuacionit Arrhenius, i cili pasqyron var?sin? e konstant?s s? shpejt?sis? nga temperatura

ku POR - Faktori i proporcionalitetit Arrhenius;

k- konstanta e Boltzmann-it;

E A - energjia e aktivizimit;

R- konstante e gazit;

T- temperatura.

Nj? katalizator ?sht? nj? substanc? q? p?rshpejton shpejt?sin? e nj? reaksioni, por nuk konsumohet vet?.

Kataliza- fenomeni i ndryshimit t? shpejt?sis? s? reaksionit n? prani t? nj? katalizatori. T? dalloj? kataliz?n homogjene dhe heterogjene. Homogjene- n?se reaktant?t dhe katalizatori jan? n? t? nj?jt?n gjendje grumbullimi. Heterogjene– n?se reaktant?t dhe katalizatori jan? n? gjendje t? ndryshme grumbullimi. Rreth kataliz?s shih ve?mas (m? tej).

Frenues Nj? substanc? q? ngadal?son shpejt?sin? e nj? reaksioni.

Faktori tjet?r ?sht? sip?rfaqja. Sa m? e madhe t? jet? sip?rfaqja e reaktantit, aq m? e madhe ?sht? shpejt?sia. Konsideroni, p?r shembull, ndikimin e shkall?s s? shp?rndarjes n? shpejt?sin? e reagimit.

CaCO 3 - mermer. E ulim mermerin me pllaka n? acid klorhidrik HCl, prisni pes? minuta, do t? shp?rndahet plot?sisht.

Mermer pluhur - do t? b?jm? t? nj?jt?n procedur? me t?, i tretur n? tridhjet? sekonda.

Ekuacioni p?r t? dy proceset ?sht? i nj?jt?.

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

Pra, kur shtoni mermer pluhur, koha ?sht? m? e vog?l se kur shtoni mermer pllake, me t? nj?jt?n mas?.

Me nj? rritje n? nd?rfaqen midis fazave, rritet shpejt?sia e reaksioneve heterogjene.

Shpejt?sia e nj? reaksioni kimik varet nga shum? faktor?, duke p?rfshir? natyr?n e reaktant?ve, p?rqendrimin e reaktant?ve, temperatur?n dhe pranin? e katalizator?ve. Le t? shqyrtojm? k?ta faktor?.

1). Natyra e reaktant?ve. N?se ka nj? nd?rveprim midis substancave me nj? lidhje jonike, at?her? reaksioni vazhdon m? shpejt sesa midis substancave me nj? lidhje kovalente.

2.) P?rqendrimi i reaktantit. N? m?nyr? q? t? ndodh? nj? reaksion kimik, molekulat e reaktant?ve duhet t? p?rplasen. Kjo do t? thot?, molekulat duhet t? afrohen aq af?r nj?ra-tjetr?s sa q? atomet e nj?r?s grimc? t? p?rjetojn? veprimin e fushave elektrike t? tjetr?s. Vet?m n? k?t? rast do t? jen? t? mundshme kalimet e elektroneve dhe rirregullimet p?rkat?se t? atomeve, si rezultat i t? cilave formohen molekula t? substancave t? reja. K?shtu, shpejt?sia e reaksioneve kimike ?sht? proporcionale me numrin e p?rplasjeve q? ndodhin midis molekulave, dhe numri i p?rplasjeve, nga ana tjet?r, ?sht? proporcional me p?rqendrimin e reaktant?ve. N? baz? t? materialit eksperimental, shkenc?tar?t norvegjez? Guldberg dhe Waage dhe, pavar?sisht prej tyre, shkenc?tari rus Beketov n? 1867 formuluan ligjin baz? t? kinetik?s kimike - ligji i veprimit masiv(ZDM): n? nj? temperatur? konstante, shpejt?sia e nj? reaksioni kimik ?sht? drejtp?rdrejt proporcionale me produktin e p?rqendrimeve t? reaktant?ve me fuqin? e koeficient?ve t? tyre stoikiometrik?. P?r rastin e p?rgjithsh?m:

ligji i veprimit masiv ka form?n:

Ligji i veprimit masiv p?r nj? reagim t? caktuar quhet ekuacioni kryesor kinetik i reaksionit. N? ekuacionin kinetik baz?, k ?sht? konstanta e shpejt?sis? s? reagimit, e cila varet nga natyra e reaktant?ve dhe temperatura.

Shumica e reaksioneve kimike jan? t? kthyeshme. Gjat? reaksioneve t? tilla, produktet e tyre, nd?rsa grumbullohen, reagojn? me nj?ri-tjetrin p?r t? formuar substancat fillestare:

Shpejt?sia e reagimit p?rpara:

Shkalla e komenteve:

N? momentin e ekuilibrit:

Prej k?tu, ligji i masave q? veprojn? n? nj? gjendje ekuilibri do t? marr? form?n:

,

ku K ?sht? konstanta e ekuilibrit t? reaksionit.

3) Efekti i temperatur?s n? shpejt?sin? e reaksionit. Shpejt?sia e reaksioneve kimike, si rregull, rritet kur temperatura tejkalohet. Le ta shqyrtojm? k?t? duke p?rdorur shembullin e bashk?veprimit t? hidrogjenit me oksigjenin.

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

N? 20 0 C, shpejt?sia e reaksionit ?sht? pothuajse zero dhe do t? duheshin 54 miliard? vjet q? nd?rveprimi t? kaloj? me 15%. N? 500 0 C, duhen 50 minuta p?r t? formuar uj?, dhe n? 700 0 C, reagimi vazhdon menj?her?.

Shprehet var?sia e shpejt?sis? s? reaksionit nga temperatura rregulli i van't Hoff: me nj? rritje t? temperatur?s me 10 rreth shpejt?sis? s? reagimit rritet me 2 - 4 her?. Rregulli i Van't Hoff ?sht? shkruar:

4) Ndikimi i katalizator?ve. Shpejt?sia e reaksioneve kimike mund t? kontrollohet nga katalizator?- substanca q? ndryshojn? shpejt?sin? e reaksionit dhe mbeten t? pandryshuara pas reaksionit. Ndryshimi n? shpejt?sin? e nj? reaksioni n? prani t? nj? katalizatori quhet kataliz?. T? dalloj? pozitive(shpejt?sia e reagimit rritet) dhe negativ(shkalla e reaksionit zvog?lohet) kataliza. Ndonj?her? katalizatori formohet gjat? reaksionit, procese t? tilla quhen autokatalitike. T? dalloj? kataliz?n homogjene dhe heterogjene.

N? homogjene N? kataliz?, katalizatori dhe reaktant?t jan? n? t? nj?jt?n faz?. P?r shembull:

N? heterogjene N? kataliz?, katalizatori dhe reaktant?t jan? n? faza t? ndryshme. P?r shembull:

Kataliza heterogjene shoq?rohet me procese enzimatike. T? gjitha proceset kimike q? ndodhin n? organizmat e gjall? katalizohen nga enzimat, t? cilat jan? proteina me funksione t? caktuara t? specializuara. N? tret?sirat n? t? cilat ndodhin proceset enzimatike, nuk ka nj? mjedis tipik heterogjen, p?r shkak t? munges?s s? nj? nd?rfaqeje fazore t? p?rcaktuar qart?. Procese t? tilla quhen kataliza mikroheterogjene.

Metodat Kimike

Metodat Fizike

Metodat p?r matjen e shpejt?sis? s? reaksionit

N? shembullin e m?sip?rm, shkalla e reagimit midis karbonatit t? kalciumit dhe acidit u mat duke studiuar v?llimin e gazit t? evoluar n? funksion t? koh?s. T? dh?nat eksperimentale mbi shpejt?sin? e reaksionit mund t? merren duke matur sasi t? tjera.

N?se gjat? rrjedh?s s? reaksionit ndryshon sasia totale e substancave t? gazta, at?her? rrjedha e tij mund t? v?rehet duke matur presionin e gazit n? nj? v?llim konstant. N? rastet kur nj? nga l?nd?t fillestare ose nj? nga produktet e reaksionit ?sht? i ngjyrosur, ecuria e reaksionit mund t? monitorohet duke v?zhguar ndryshimin e ngjyr?s s? tret?sir?s. Nj? metod? tjet?r optike ?sht? matja e rrotullimit t? planit t? polarizimit t? drit?s (n?se substancat fillestare dhe produktet e reaksionit kan? aft?si t? ndryshme rrotulluese).

Disa reagime shoq?rohen me nj? ndryshim n? numrin e joneve n? tret?sir?. N? raste t? tilla, shpejt?sia e reagimit mund t? studiohet duke matur p?r?ueshm?rin? elektrike t? tret?sir?s. N? kapitullin vijues do t? diskutohen disa metoda t? tjera elektrokimike q? mund t? p?rdoren p?r t? matur shpejt?sin? e reaksionit.

Ecuria e reaksionit mund t? monitorohet duke matur p?rqendrimin e nj?rit prej pjes?marr?sve n? reaksion me kalimin e koh?s duke p?rdorur nj? s?r? metodash t? analiz?s kimike. Reagimi kryhet n? nj? en? termostate. N? intervale t? caktuara, nj? most?r e tret?sir?s (ose gazit) merret nga ena dhe p?rcaktohet p?rqendrimi i nj?rit prej p?rb?r?sve. P?r t? marr? rezultate t? besueshme, ?sht? e r?nd?sishme q? t? mos ndodh? asnj? reagim n? kampionin e marr? p?r analiz?. Kjo arrihet me lidhjen kimike t? nj?rit prej reagent?ve, ftohjen e shpejt? ose hollimin e tret?sir?s.

Studimet eksperimentale tregojn? se shpejt?sia e reagimit varet nga disa faktor?. Le t? shqyrtojm? s? pari ndikimin e k?tyre faktor?ve n? nivel cil?sor.

1.Natyra e reaktant?ve. Nga praktika laboratorike, ne e dim? se neutralizimi i nj? acidi nga nj? baz?

H + + OH - ® H 2 O

nd?rveprimi i krip?rave me formimin e nj? p?rb?rjeje pak t? tretshme

Ag + + Cl – ® AgCl

dhe reaksionet e tjera n? tret?sirat e elektroliteve ndodhin shum? shpejt. Koha e nevojshme p?r t? p?rfunduar reagime t? tilla matet n? milisekonda dhe madje mikrosekonda. Kjo ?sht? mjaft e kuptueshme, sepse thelbi i reaksioneve t? tilla ?sht? afrimi dhe kombinimi i grimcave t? ngarkuara me ngarkesa t? shenj?s s? kund?rt.

N? ndryshim nga reaksionet jonike, nd?rveprimi nd?rmjet molekulave t? lidhura kovalente zakonisht vazhdon shum? m? ngadal?. N? t? v?rtet?, gjat? reaksionit midis grimcave t? tilla, lidhjet n? molekulat e substancave fillestare duhet t? prishen. P?r ta b?r? k?t?, molekulat q? p?rplasen duhet t? ken? nj? sasi t? caktuar energjie. P?rve? k?saj, n?se molekulat jan? mjaft komplekse, n? m?nyr? q? t? ndodh? nj? reagim midis tyre, ato duhet t? orientohen n? hap?sir? n? nj? m?nyr? t? caktuar.

2. P?rqendrimi i reaktantit. Shpejt?sia e nj? reaksioni kimik, ceteris paribus, varet nga numri i p?rplasjeve t? grimcave q? reagojn? p?r nj?si t? koh?s. Probabiliteti i p?rplasjeve varet nga numri i grimcave p?r nj?si v?llimi, d.m.th. nga p?rqendrimi. Prandaj, shpejt?sia e reagimit rritet me rritjen e p?rqendrimit.

3. Gjendja fizike e substancave. N? sistemet homogjene, shpejt?sia e reagimit varet nga numri i p?rplasjeve t? grimcave v?llimi i tret?sir?s(ose gaz). N? sistemet heterogjene, ndodh nd?rveprimi kimik n? nd?rfaqe. Nj? rritje n? sip?rfaqen e nj? trupi t? ngurt? gjat? bluarjes s? tij leht?son hyrjen e grimcave reaguese n? grimcat e ngurt?s, gj? q? ?on n? nj? p?rshpejtim t? konsideruesh?m t? reagimit.

4. Temperatura ka nj? ndikim t? r?nd?sish?m n? shpejt?sin? e proceseve t? ndryshme kimike dhe biologjike. Me nj? rritje t? temperatur?s, energjia kinetike e grimcave rritet, dhe, rrjedhimisht, rritet pjesa e grimcave, energjia e t? cilave ?sht? e mjaftueshme p?r nd?rveprim kimik.

5. Faktori sterik karakterizon nevoj?n p?r orientim t? nd?rsjell? t? grimcave reaguese. Sa m? komplekse t? jen? molekulat, aq m? i ul?t ?sht? probabiliteti i orientimit t? tyre t? duhur, aq m? i ul?t ?sht? efikasiteti i p?rplasjeve.

6. Disponueshm?ria e katalizator?ve.Katalizator?t jan? substanca q? ndryshojn? shpejt?sin? e nj? reaksioni kimik. T? futura n? sistemin e reagimit n? sasi t? vogla dhe t? mbetura t? pandryshuara pas reagimit, ato jan? t? afta t? ndryshojn? jasht?zakonisht shpejt?sin? e procesit.

Faktor?t kryesor? nga t? cil?t varet shpejt?sia e reagimit do t? diskutohen m? n? detaje m? posht?.