Kavram? tan?mlarken kimyasal reaksiyon h?z? Homojen ve heterojen reaksiyonlar? birbirinden ay?rmak gerekir. Homojen bir sistemde, ?rne?in bir ??zeltide veya bir gaz kar???m?nda bir reaksiyon meydana gelirse, sistemin t?m hacmi boyunca meydana gelir. Homojen reaksiyonun h?z? sistemin birim hacmi ba??na birim zamanda reaksiyona giren veya reaksiyon sonucu olu?an madde miktar?d?r. Bir maddenin mol say?s?n?n da??ld??? hacme oran?, maddenin molar konsantrasyonu oldu?undan, homojen bir reaksiyonun h?z? ?u ?ekilde de tan?mlanabilir: Herhangi bir maddenin birim zamandaki konsantrasyonundaki de?i?iklik: ba?lang?? reaktifi veya reaksiyon ?r?n?. Hesaplama sonucunun reaktif veya ?r?n baz?nda olmas?na bak?lmaks?z?n her zaman pozitif olmas?n? sa?lamak i?in form?lde “±” i?areti kullan?l?r:

Reaksiyonun niteli?ine ba?l? olarak zaman, SI sisteminin gerektirdi?i gibi yaln?zca saniye cinsinden de?il, dakika veya saat cinsinden de ifade edilebilir. Reaksiyon s?ras?nda h?z?n?n b?y?kl??? sabit de?ildir, ancak s?rekli olarak de?i?ir: ba?lang?? maddelerinin konsantrasyonlar? azald?k?a azal?r. Yukar?daki hesaplama, belirli bir Dt = t 2 – t 1 zaman aral???nda reaksiyon h?z?n?n ortalama de?erini verir. Ger?ek (anl?k) h?z, D oran?n?n y?neldi?i s?n?r olarak tan?mlan?r ?LE/ Dt -> 0'da Dt, yani ger?ek h?z, konsantrasyonun zamana g?re t?revine e?ittir.

Denklemi birden farkl? stokiyometrik katsay?lar i?eren bir reaksiyon i?in farkl? maddeler i?in ifade edilen h?z de?erleri ayn? de?ildir. ?rne?in A + 3B = D + 2E reaksiyonu i?in A maddesinin t?ketimi bir mol, B maddesinin arz? ?? mol ve E maddesinin giri?i iki mold?r. Bu y?zden y (A) = 1/3 y (B) = y (D) = 1/2 y (E) veya y (E) . = 2/3 y (???NDE) .

Heterojen bir sistemin farkl? fazlar?nda bulunan maddeler aras?nda bir reaksiyon meydana gelirse, bu yaln?zca bu fazlar aras?ndaki aray?zde meydana gelebilir. ?rne?in bir asit ??zeltisi ile bir metal par?as? aras?ndaki etkile?im yaln?zca metalin y?zeyinde meydana gelir. Heterojen reaksiyonun h?z? birim aray?z y?zeyi ba??na birim zaman ba??na reaksiyona giren veya reaksiyon sonucu olu?an madde miktar?d?r:

.

Kimyasal reaksiyon h?z?n?n reaktanlar?n konsantrasyonuna ba??ml?l???, k?tle etki yasas? ile ifade edilir: sabit bir s?cakl?kta, bir kimyasal reaksiyonun h?z?, reaksiyon denklemindeki bu maddelerin form?llerindeki katsay?lara e?it g??lere y?kseltilmi? reaksiyona giren maddelerin molar konsantrasyonlar?n?n ?arp?m? ile do?ru orant?l?d?r.. Daha sonra reaksiyon i?in

2A + B -> ?r?nler

oran ge?erlidir y ~ · ?LE A 2 · ?LE B ve e?itli?e ge?i? i?in bir orant? katsay?s? tan?t?ld? k, isminde reaksiyon h?z? sabiti:

y = k· ?LE A 2 · ?LE B = k·[A] 2 ·[B]

(form?llerdeki molar konsantrasyonlar harfle g?sterilebilir ?LE ilgili indeks ve k??eli parantez i?ine al?nm?? maddenin form?l? ile birlikte). Reaksiyon h?z sabitinin fiziksel anlam?, t?m reaktanlar?n 1 mol/l'ye e?it konsantrasyonlar?ndaki reaksiyon h?z?d?r. Reaksiyon h?z sabitinin boyutu denklemin sa? taraf?ndaki fakt?r say?s?na ba?l?d?r ve c –1 olabilir; s –1 ·(l/mol); s –1 · (l 2 /mol 2), vb. yani her durumda hesaplamalarda reaksiyon h?z? mol · l –1 · s –1 cinsinden ifade edilir.

Heterojen reaksiyonlar i?in k?tle etki yasas? denklemi yaln?zca gaz faz?nda veya ??zeltide bulunan maddelerin konsantrasyonlar?n? i?erir. Bir maddenin kat? fazdaki konsantrasyonu sabit bir de?erdir ve h?z sabitine dahil edilir, ?rne?in k?m?r C + O2 = CO2'nin yanma i?lemi i?in k?tle etki yasas? yaz?lm??t?r:

y = k ben·sabit··= k·,

Nerede k= k ben in?aat

Bir veya daha fazla maddenin gaz oldu?u sistemlerde reaksiyon h?z? ayn? zamanda bas?nca da ba?l?d?r. ?rne?in, hidrojen iyot buhar? H2 + I2 = 2HI ile etkile?ime girdi?inde, kimyasal reaksiyonun h?z? ?u ifadeyle belirlenecektir:

y = k··.

?rne?in bas?nc? 3 kat art?r?rsan?z, sistemin kaplad??? hacim ayn? miktarda azalacak ve sonu? olarak reaksiyona giren maddelerin her birinin konsantrasyonu ayn? miktarda artacakt?r. Bu durumda reaksiyon h?z? 9 kat artacakt?r

Reaksiyon h?z?n?n s?cakl??a ba??ml?l??? van't Hoff kural?yla tan?mlan?r: S?cakl?ktaki her 10 derecelik art??la reaksiyon h?z? 2-4 kat artar.. Bu, aritmetik ilerlemede s?cakl?k artt?k?a kimyasal reaksiyonun h?z?n?n ?stel olarak artt??? anlam?na gelir. ?lerleme form?l?n?n temeli reaksiyon h?z?n?n s?cakl?k katsay?s?g, s?cakl?ktaki 10 derecelik bir art??la belirli bir reaksiyonun h?z?n?n (veya ayn? ?ey olan h?z sabitinin) ka? kat artt???n? g?sterir. Matematiksel olarak Van't Hoff kural? ?u form?llerle ifade edilir:

veya

ba?lang??taki reaksiyon h?zlar? s?ras?yla nerede ve T 1 ve son T 2 s?cakl?k. Van't Hoff kural? a?a??daki ili?kilerle de ifade edilebilir:

; ; ; ,

burada ve s?ras?yla s?cakl?ktaki reaksiyonun h?z ve h?z sabitidir T; ve – s?cakl?kta ayn? de?erler T +10N; N– “on derecelik” aral?klar?n say?s? ( N =(T 2 –T 1)/10), s?cakl???n de?i?ti?i (tam say? veya kesirli say?, pozitif veya negatif olabilir).

Problem ??zme ?rnekleri

?rnek 1. Kapal? bir kapta meydana gelen 2CO + O 2 = 2CO 2 reaksiyonunun h?z?, bas?n? iki kat?na ??karsa nas?l de?i?ecektir?

??z?m:

Bu kimyasal reaksiyonun h?z? a?a??daki ifadeyle belirlenir:

y ba?lang?? = k· [CO]2 · [O2 ].

Bas?n?taki bir art??, her iki reaktifin konsantrasyonunda 2 kat art??a yol a?ar. Bunu dikkate alarak kitlesel eylem yasas?n?n ifadesini yeniden yaz?yoruz:

y 1 = k· 2 · = k·2 2 [CO] 2 ·2[O 2 ] = 8 k·[СО] 2 ·[СО 2 ] = 8 y ba?lang??

Cevap: Reaksiyon h?z? 8 kat artacakt?r.

?rnek 2. Reaksiyon h?z?n?n s?cakl?k katsay?s?n?n de?erini 3'e e?it alarak sistemin s?cakl??? 20 °C'den 100 °C'ye ??kar?ld???nda reaksiyon h?z?n?n ka? kat artaca??n? hesaplay?n.

??z?m:

?ki farkl? s?cakl?ktaki reaksiyon h?zlar?n?n oran?, a?a??daki form?lle s?cakl?k katsay?s? ve s?cakl?k de?i?imiyle ili?kilidir:

Hesaplama:

Cevap: Reaksiyon h?z? 6561 kat artacakt?r.

?rnek 3. Homojen reaksiyon A + 2B = 3D incelendi?inde, reaksiyonun 8 dakikas?nda reakt?rdeki A maddesi miktar?n?n 5,6 mol'den 4,4 mol'e d??t??? bulundu. Reaksiyon k?tlesinin hacmi 56 l idi. A, B ve D maddeleri i?in ?al???lan s?re boyunca kimyasal reaksiyonun ortalama h?z?n? hesaplay?n.

??z?m:

Form?l? “bir kimyasal reaksiyonun ortalama h?z?” kavram?n?n tan?m?na uygun olarak kullan?yoruz ve reaktif A i?in ortalama oran? elde ederek say?sal de?erleri de?i?tiriyoruz:

Reaksiyon denkleminden, A maddesinin kay?p h?z?yla kar??la?t?r?ld???nda, B maddesinin kay?p oran?n?n iki kat daha fazla oldu?u ve D ?r?n? miktar?ndaki art?? oran?n?n ?? kat daha b?y?k oldu?u anla??lmaktad?r. Buradan:

y (A) = 1/2 y (B) = 1/3 y (D)

ve daha sonra y (B) = 2 y (A) = 2 2,68 10 –3 = 6,36 10 –3 mol l –1 dk –1;

y (D) = 3 y (A) = 3 2,68 10 –3 = 8,04 10 –3 mol l –1 dk –1

Cevap: y(A) =2,68·10 –3 mol·l–1 ·dak–1; y (B) = 6,36·10–3 mol·l–1 dak–1; y (D) = 8,04·10–3 mol·l–1 dk–1.

?rnek 4. Homojen reaksiyon A + 2B -> ?r?nlerinin h?z sabitini belirlemek i?in, B maddesinin farkl? konsantrasyonlar?nda iki deney yap?ld? ve reaksiyon h?z? ?l??ld?.

Kimyasal reaksiyon h?z?

Kimyasal reaksiyon h?z?- Bir birim reaksiyon alan?nda birim zaman ba??na reaksiyona giren maddelerden birinin miktar?ndaki de?i?iklik. Kimyasal kinetikte anahtar bir kavramd?r. Kimyasal reaksiyonun h?z? her zaman pozitif bir de?erdir, bu nedenle, ba?lang?? \u200b\u200bmaddesi (reaksiyon s?ras?nda konsantrasyonu azalan) taraf?ndan belirlenirse, elde edilen de?er -1 ile ?arp?l?r.

?rne?in reaksiyon i?in:

h?z ifadesi ?u ?ekilde g?r?necektir:

Herhangi bir zamanda bir kimyasal reaksiyonun h?z?, stokiyometrik katsay?lar?na e?it g??lere y?kseltilen reaktanlar?n konsantrasyonlar?yla orant?l?d?r.

• Temel reaksiyonlar i?in, her bir maddenin konsantrasyonunun ?ss? genellikle stokiyometrik katsay?s?na e?ittir; karma??k reaksiyonlar i?in bu kural g?zlenmez. Konsantrasyonun yan? s?ra a?a??daki fakt?rler de kimyasal reaksiyonun h?z?n? etkiler:
• reaktanlar?n do?as?,
• bir kataliz?r?n varl???,
• s?cakl?k (van't Hoff kural?),
• bas?n?,

reaksiyona giren maddelerin y?zey alan?. A + B -> C'nin en basit kimyasal reaksiyonunu d???n?rsek, ?unu fark edece?iz: ani

Kimyasal reaksiyonun h?z? sabit de?ildir.

• Edebiyat
• Kubasov A. A. Kimyasal kinetik ve kataliz.
• Prigozhin I., Defey R. Kimyasal termodinamik. Novosibirsk: Nauka, 1966. 510 s.

Yablonsky G.S., Bykov V.I., Gorban A.N., Katalitik reaksiyonlar?n kinetik modelleri, Novosibirsk: Nauka (Karde? B?l?m?), 1983. - 255 s.

Wikimedia Vakf?.

2010. Di?er s?zl?klerde “Kimyasal reaksiyon h?z?” n?n ne oldu?una bak?n:

K?MYASAL REAKS?YON HIZI- kimyan?n temel kavram?. kinetik, reaksiyona giren madde miktar?n?n (mol cinsinden) etkile?imin meydana geldi?i zaman periyoduna oran?n? ifade eder. Reaktanlar?n konsantrasyonlar? etkile?im s?ras?nda de?i?ti?inden, h?z genellikle ... B?y?k Politeknik Ansiklopedisi

kimyasal reaksiyon h?z?- kimyasal reaksiyonun yo?unlu?unu karakterize eden miktar. Bir reaksiyon ?r?n?n?n olu?ma h?z?, birim hacim ba??na (reaksiyon homojen ise) veya birim zaman ba??na bir reaksiyonun sonucu olarak bu ?r?n?n miktar?d?r.

Kimyasal kineti?in temel kavram?. Basit homojen reaksiyonlar i?in, bir kimyasal reaksiyonun h?z?, reaksiyona giren maddenin mol say?s?ndaki de?i?iklikle (sistemin sabit bir hacminde) veya ba?lang?? maddelerinden herhangi birinin konsantrasyonundaki de?i?iklikle ?l??l?r. Ansiklopedik S?zl?k

Bir kimyasal reaksiyonun yo?unlu?unu karakterize eden bir miktar (bkz. Kimyasal reaksiyonlar). Bir reaksiyon ?r?n?n?n olu?ma h?z?, birim hacim ba??na birim zaman ba??na bir reaksiyondan kaynaklanan bu ?r?n?n miktar?d?r (e?er... ...

Temel kimya kavram? kinetik. S.x'in basit homojen reaksiyonlar? i?in. R. Va cinsinden reaksiyona giren mol say?s?ndaki de?i?iklikle (sistemin sabit hacmiyle) veya ba?lang??taki va veya reaksiyon ?r?nlerinden herhangi birinin konsantrasyonundaki de?i?iklikle (sistemin hacmi ...

Birka? maddeden olu?an karma??k reaksiyonlar i?in a?amalar (basit veya temel reaksiyonlar), bir mekanizma, ba?lang?? malzemelerinin ?r?nlere d?n??t?r?lmesinin bir sonucu olarak bir dizi a?amad?r. Molek?ller bu reaksiyonlarda ara madde olarak hareket edebilirler... ... Do?a bilimi. Ansiklopedik S?zl?k

- (?ng. n?kleofilik ikame reaksiyonu) sald?r?n?n, yaln?z bir elektron ?ifti ta??yan bir n?kleofilik reaktif taraf?ndan ger?ekle?tirildi?i ikame reaksiyonlar?. N?kleofilik yer de?i?tirme reaksiyonlar?nda ayr?lan gruba n?kleof?j ad? verilir. Her?ey... Vikipedi

Baz? maddelerin, kimyasal bile?im veya yap? bak?m?ndan orijinallerinden farkl? olan di?erlerine d?n???m?. Her bir elementin toplam atom say?s? ve maddeleri olu?turan kimyasal elementlerin kendisi R.x'te kal?r. de?i?meden; bu R.x... B?y?k Sovyet Ansiklopedisi

?izim h?z?- kal?ptan ??k??ta metal hareketinin do?rusal h?z?, m/s. Modern ?izim makinelerinde ?izim h?z? 50–80 m/s'ye ula?maktad?r. Ancak tel ?ekerken bile h?z kural olarak 30-40 m/s'yi ge?mez. … … Ansiklopedik Metalurji S?zl???

Baz? kimyasal reaksiyonlar neredeyse an?nda meydana gelir (oksijen-hidrojen kar???m?n?n patlamas?, sulu bir ??zeltide iyon de?i?im reaksiyonlar?), di?erleri h?zl? bir ?ekilde (maddelerin yanmas?, ?inkonun asitle etkile?imi) ve di?erleri yava? yava? (demirin paslanmas?, organik kal?nt?lar?n ??r?mesi) meydana gelir. ). Tepkilerin o kadar yava? oldu?u bilinir ki ki?i onlar? fark edemez. ?rne?in granitin kuma ve kile d?n???m? binlerce y?lda ger?ekle?ir.

Ba?ka bir deyi?le, farkl? kimyasal reaksiyonlar meydana gelebilir. h?z.

Ama o nedir reaksiyon h?z?? Bu miktar?n tam tan?m? ve en ?nemlisi matematiksel ifadesi nedir?

Bir reaksiyonun h?z?, bir birim hacimde birim zamanda bir maddenin miktar?ndaki de?i?ikliktir. Matematiksel olarak bu ifade ?u ?ekilde yaz?l?r:

Nerede N 1 VeN 2 - hacim sisteminde s?ras?yla t 1 ve t 2 zaman?ndaki madde miktar? (mol) V.

H?z ifadesinin ?n?nde hangi art? veya eksi i?aretinin (±) g?r?nece?i, bir maddenin (?r?n veya reaktan) miktar?ndaki bir de?i?ikli?e bak?p bakmad???m?za ba?l?d?r.

A??k?as?, reaksiyon s?ras?nda reaktifler t?ketilir, yani miktarlar? azal?r, bu nedenle reaktifler i?in (n 2 - n 1) ifadesi her zaman s?f?rdan k???k bir de?ere sahiptir. H?z negatif bir de?er olamayaca??ndan bu durumda ifadenin ?n?ne eksi i?areti koyman?z gerekir.

Reaktan de?il ?r?n miktar?ndaki de?i?ime bakarsak, h?z? hesaplamak i?in ifadeden ?nce eksi i?areti gerekli de?ildir, ??nk? bu durumda (n 2 - n 1) ifadesi her zaman pozitiftir, ??nk? reaksiyonun sonucunda ortaya ??kan ?r?n miktar? ancak artabilir.

Madde miktar oran? N Bu miktardaki maddenin bulundu?u hacme molar konsantrasyon denir. ?LE:

B?ylece, molar konsantrasyon kavram?n? ve matematiksel ifadesini kullanarak reaksiyon h?z?n? belirlemek i?in ba?ka bir se?enek yazabiliriz:

Reaksiyon h?z?, bir birim zamanda kimyasal reaksiyonun bir sonucu olarak bir maddenin molar konsantrasyonundaki de?i?ikliktir:

Reaksiyon h?z?n? etkileyen fakt?rler

Belirli bir reaksiyonun h?z?n? neyin belirledi?ini ve bunun nas?l etkilenece?ini bilmek genellikle son derece ?nemlidir. ?rne?in, petrol rafine etme end?strisi, kelimenin tam anlam?yla, birim zaman ba??na ?r?n?n her ek y?zde yar?m? i?in sava??yor. Sonu?ta, i?lenen b?y?k miktardaki petrol g?z ?n?ne al?nd???nda, y?zde yar?m bile b?y?k bir mali y?ll?k k?rla sonu?lan?yor. Baz? durumlarda baz? reaksiyonlar?n, ?zellikle de metallerin korozyonunun yava?lat?lmas? son derece ?nemlidir.

Peki reaksiyon h?z? neye ba?l?d?r? ??in garibi, bir?ok farkl? parametreye ba?l?.

Bu konuyu anlayabilmek i?in ?ncelikle kimyasal bir reaksiyon sonucunda ne oldu?unu hayal edelim, ?rne?in:

A + B -> C + D

Yukar?da yaz?lan denklem, A ve B maddesi molek?llerinin birbirleriyle ?arp??arak C ve D maddesi molek?llerini olu?turdu?u s?reci yans?tmaktad?r.

Yani reaksiyonun ger?ekle?ebilmesi i?in hi? ??phesiz en az?ndan ba?lang?? maddelerinin molek?llerinin ?arp??mas? gereklidir. A??k?as?, birim hacim ba??na molek?l say?s?n? artt?r?rsak, kalabal?k bir otob?ste yolcularla ?arp??ma s?kl???n?z yar? bo? bir otob?se g?re artaca?? gibi ?arp??ma say?s? da artacakt?r.

Ba?ka bir deyi?le, Reaktanlar?n konsantrasyonu artt?k?a reaksiyon h?z? artar.

Reaktanlardan bir veya daha fazlas?n?n gaz olmas? durumunda, gaz?n bas?nc? her zaman onu olu?turan molek?llerin konsantrasyonuyla do?ru orant?l? oldu?undan, reaksiyon h?z? artan bas?n?la artar.

Ancak par?ac?klar?n ?arp??mas? reaksiyonun meydana gelmesi i?in gerekli ancak yeterli olmayan bir durumdur. Ger?ek ?u ki, hesaplamalara g?re, reaksiyona giren maddelerin molek?llerinin makul konsantrasyonlar?nda ?arp??ma say?s? o kadar b?y?kt?r ki, t?m reaksiyonlar?n bir anda ger?ekle?mesi gerekir. Ancak pratikte bu ger?ekle?mez. Sorun ne?

Ger?ek ?u ki, reaktant molek?llerin her ?arp??mas? mutlaka etkili olmayacakt?r. ?arp??malar?n ?o?u esnektir; molek?ller top gibi birbirlerinden sekerler. Bir reaksiyonun ger?ekle?ebilmesi i?in molek?llerin yeterli kinetik enerjiye sahip olmas? gerekir. Reaksiyonun ger?ekle?ebilmesi i?in reaksiyona giren maddelerin molek?llerinin sahip olmas? gereken minimum enerjiye aktivasyon enerjisi denir ve E a ile g?sterilir. ?ok say?da molek?lden olu?an bir sistemde molek?llerin enerjiye g?re da??l?m? vard?r, baz?lar? d???k enerjili, baz?lar? y?ksek ve orta enerjilidir. T?m bu molek?llerin yaln?zca k???k bir k?sm? aktivasyon enerjisinden daha b?y?k bir enerjiye sahiptir.

Bir fizik dersinden bildi?iniz gibi s?cakl?k asl?nda bir maddeyi olu?turan par?ac?klar?n kinetik enerjisinin bir ?l??s?d?r. Yani bir maddeyi olu?turan par?ac?klar ne kadar h?zl? hareket ederse s?cakl??? da o kadar y?ksek olur. Bu nedenle, a??k?as?, s?cakl??? art?rarak esas olarak molek?llerin kinetik enerjisini artt?r?r?z, bunun sonucunda E a'y? a?an enerjiye sahip molek?llerin oran? artar ve bunlar?n ?arp??mas? kimyasal bir reaksiyona yol a?ar.

S?cakl???n reaksiyon h?z? ?zerindeki olumlu etkisi, 19. y?zy?lda Hollandal? kimyager Van't Hoff taraf?ndan ampirik olarak tespit edildi. Ara?t?rmas?na dayanarak h?l? kendi ad?n? ta??yan bir kural form?le etti ve bu kural ?u ?ekilde:

Herhangi bir kimyasal reaksiyonun h?z?, s?cakl?ktaki 10 derecelik art??la 2-4 kat artar.

Bu kural?n matematiksel g?sterimi ?u ?ekilde yaz?l?r:

Nerede V 2 Ve V 1 s?ras?yla t 2 ve t 1 s?cakl?klar?ndaki h?zd?r ve g, de?eri ?o?unlukla 2 ila 4 aral???nda yer alan reaksiyonun s?cakl?k katsay?s?d?r.

?o?unlukla bir?ok reaksiyonun h?z? kullan?larak art?r?labilir. kataliz?rler.

Kataliz?rler, bir reaksiyonun seyrini t?ketilmeden h?zland?ran maddelerdir.

Peki kataliz?rler bir reaksiyonun h?z?n? nas?l artt?r?r?

Aktivasyon enerjisi E a'y? hat?rlayal?m. Kataliz?r yoklu?unda aktivasyon enerjisinden daha d???k enerjiye sahip molek?ller birbirleriyle etkile?ime giremez. T?pk? deneyimli bir rehberin bir ke?if gezisini do?rudan bir da??n i?inden de?il, dolamba?l? yollar?n yard?m?yla y?nlendirmesi gibi, kataliz?rler de tepkimenin ilerleyece?i yolu de?i?tirir; bunun sonucunda, t?rmanmak i?in yeterli enerjiye sahip olmayan yolda?lar bile bir da?a t?rmanacak kadar enerjiye sahip de?ildir. da? onun taraf?na ge?ebilecektir.

Kataliz?r reaksiyon s?ras?nda t?ketilmemesine ra?men yine de aktif rol alarak reaktiflerle ara bile?ikler olu?turur, ancak reaksiyonun sonunda orijinal durumuna geri d?ner.

Reaksiyon h?z?n? etkileyen yukar?daki fakt?rlere ek olarak, reaksiyona giren maddeler aras?nda bir aray?z varsa (heterojen reaksiyon), reaksiyon h?z? ayn? zamanda reaktanlar?n temas alan?na da ba?l? olacakt?r. ?rne?in, sulu bir hidroklorik asit ??zeltisi i?eren bir test t?p?ne b?rak?lan bir al?minyum metal gran?l?n? hayal edin. Al?minyum, oksitleyici olmayan asitlerle reaksiyona girebilen aktif bir metaldir. Hidroklorik asit ile reaksiyon denklemi a?a??daki gibidir:

2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2

Al?minyum bir kat?d?r; bu, hidroklorik asitle reaksiyonun yaln?zca y?zeyinde meydana geldi?i anlam?na gelir. A??k?as?, e?er ?nce al?minyum gran?l?n? folyoya yuvarlayarak y?zey alan?n? artt?r?rsak, asitle reaksiyona girebilecek daha fazla say?da al?minyum atomu sa?lar?z. Bunun sonucunda reaksiyon h?z? artacakt?r. Benzer ?ekilde, bir kat?n?n y?zey alan?n?n artt?r?lmas?, onu toz haline getirerek elde edilebilir.

Ayr?ca, bir kat?n?n gaz veya s?v? bir madde ile reaksiyona girdi?i heterojen bir reaksiyonun h?z?, kar??t?rma sonucunda genellikle reaksiyon ?r?nlerinin birikmi? molek?llerinin reaksiyondan uzakla?t?r?lmas? nedeniyle kar??t?rmadan olumlu y?nde etkilenir. b?lge ve reaktant molek?llerin yeni bir k?sm? “i?eriye getirilir”.

Son olarak, reaksiyon h?z? ve reaktiflerin do?as? ?zerindeki muazzam etkiye de dikkat edilmelidir. ?rne?in, periyodik tabloda bir alkali metal ne kadar d???kse, suyla o kadar h?zl? reaksiyona girer, t?m halojenler aras?nda flor, hidrojen gaz? vb. ile en h?zl? reaksiyona girer.

Yukar?dakilerin t?m?n? ?zetlersek, reaksiyonun h?z? a?a??daki fakt?rlere ba?l?d?r:

1) reaktiflerin konsantrasyonu: ne kadar y?ksek olursa reaksiyon h?z? da o kadar b?y?k olur

2) s?cakl?k: s?cakl?k artt?k?a herhangi bir reaksiyonun h?z? artar

3) reaktanlar?n temas alan?: reaktiflerin temas alan? ne kadar b?y?k olursa reaksiyon h?z? da o kadar y?ksek olur

4) kar??t?rma, e?er bir kat? ile bir s?v? veya gaz aras?nda bir reaksiyon meydana gelirse, kar??t?rmak onu h?zland?rabilir.

Kimyasal kineti?in temel kavram?n? - kimyasal reaksiyonun h?z?n? - tan?mlayal?m:

Bir kimyasal reaksiyonun h?z?, birim hacim ba??na (homojen reaksiyonlar i?in) veya birim y?zey ba??na (heterojen reaksiyonlar i?in) birim zamanda meydana gelen kimyasal reaksiyonun temel eylemlerinin say?s?d?r.

Bir kimyasal reaksiyonun h?z?, birim zaman ba??na reaktanlar?n konsantrasyonundaki de?i?ikliktir.

?lk tan?m en k?s?tlay?c? olan?d?r; Bundan, bir kimyasal reaksiyonun h?z?n?n, birim hacim veya y?zey ba??na herhangi bir reaksiyona giren maddenin par?ac?k say?s?na ba?l? olarak sistemin durumunun herhangi bir parametresinin zaman i?indeki bir de?i?ikli?i olarak da ifade edilebilece?i sonucu ??kar - elektriksel iletkenlik, optik yo?unluk, dielektrik sabiti vb. vesaire. Bununla birlikte, kimyada ?o?u zaman reaktiflerin konsantrasyonunun zamana ba??ml?l??? dikkate al?n?r. Tek y?nl? (geri d?n??? olmayan) kimyasal reaksiyonlar durumunda (bundan sonra sadece tek y?nl? reaksiyonlar dikkate al?nacakt?r), ba?lang?? maddelerinin konsantrasyonlar?n?n zamanla s?rekli olarak azald??? a??kt?r (DC< 0), а концентрации продуктов реакции увеличиваются (DС прод >0). Reaksiyon h?z? pozitif kabul edilir, dolay?s?yla matematiksel tan?m ortalama reaksiyon h?z? Dt zaman aral???nda ?u ?ekilde yaz?l?r:

(II.1)

Farkl? zaman aral?klar?nda bir kimyasal reaksiyonun ortalama h?z? farkl? de?erlere sahiptir; ger?ek (anl?k) reaksiyon h?z? konsantrasyonun zamana g?re t?revi olarak tan?mlan?r:

(II.2)

Reaktif konsantrasyonunun zamana ba??ml?l???n?n grafiksel bir g?sterimi vard?r. kinetik e?ri (?ekil 2.1).

Pirin?. 2.1 Ba?lang?? maddeleri (A) ve reaksiyon ?r?nleri (B) i?in kinetik e?riler.

Ger?ek reaksiyon h?z?, kinetik e?riye bir te?et ?izilerek grafiksel olarak belirlenebilir (?ekil 2.2); belirli bir zamandaki ger?ek reaksiyon h?z?, mutlak de?er olarak te?et a??n?n tanjant?na e?ittir:

Pirin?. 2.2 V kayna??n?n grafik tan?m?.

(II.3)

Bir kimyasal reaksiyonun denklemindeki stokiyometrik katsay?lar ayn? de?ilse, reaksiyon h?z?n?n b?y?kl???n?n, reaktifin belirlendi?i konsantrasyondaki de?i?ime ba?l? olaca?? unutulmamal?d?r. A??k?as?, tepkide

2H 2 + ? 2 -> 2H 2 ?

hidrojen, oksijen ve su konsantrasyonlar? de?i?en derecelerde de?i?ir:

DC(H2) = DC(H20) = 2 DC(O2).

Kimyasal reaksiyonun h?z? bir?ok fakt?re ba?l?d?r: reaktanlar?n do?as?, konsantrasyonlar?, s?cakl???, ??z?c?n?n do?as? vb.

Kimyasal kineti?in kar??la?t??? g?revlerden biri, herhangi bir zamanda reaksiyon kar???m?n?n bile?iminin (yani t?m reaktiflerin konsantrasyonlar?n?n) belirlenmesidir; bunun i?in reaksiyon h?z?n?n konsantrasyonlara ba??ml?l???n?n bilinmesi gerekir. Genel olarak, reaktanlar?n konsantrasyonu artt?k?a kimyasal reaksiyonun h?z? da artar. Kimyasal kinetik s?zde dayanmaktad?r. kimyasal kineti?in temel ?nermesi:

Bir kimyasal reaksiyonun h?z?, reaksiyona giren maddelerin konsantrasyonlar?n?n belirli g??lere g?re ?arp?m? ile do?ru orant?l?d?r.

Yani tepki i?in

AA + bB + dD + ... -> eE + ...

Yazabilirsin

(II.4)

Orant?l?l?k katsay?s? k kimyasal reaksiyon h?z? sabiti. H?z sabiti say?sal olarak t?m reaktanlar?n 1 mol/l'ye e?it konsantrasyonlar?ndaki reaksiyon h?z?na e?ittir.

Reaksiyon h?z?n?n reaktanlar?n konsantrasyonlar?na ba??ml?l??? deneysel olarak belirlenir ve denir. kinetik denklem kimyasal reaksiyon. A??k?as?, kinetik denklemi yazabilmek i?in, reaksiyona giren maddelerin konsantrasyonlar?ndaki h?z sabitinin ve ?slerin de?erini deneysel olarak belirlemek gerekir. Bir kimyasal reaksiyonun kinetik denklemindeki reaktanlar?n her birinin konsantrasyonunun ?ss? (denklem (II.4) x, y ve z'de s?ras?yla) ?zel reaksiyon s?ras? bu bile?en i?in. Bir kimyasal reaksiyonun (x + y + z) kinetik denklemindeki ?slerin toplam? genel reaksiyon s?ras? . Reaksiyon s?ras?n?n yaln?zca deneysel verilerden belirlendi?i ve reaksiyon denklemindeki reaktanlar?n stokiyometrik katsay?lar?yla ilgili olmad??? vurgulanmal?d?r. Bir reaksiyonun stokiyometrik denklemi bir malzeme dengesi denklemidir ve hi?bir ?ekilde bu reaksiyonun zaman i?indeki seyrinin do?as?n? belirleyemez.

Kimyasal kinetikte reaksiyonlar? genel reaksiyon s?ras?n?n b?y?kl???ne g?re s?n?fland?rmak gelenekseldir. S?f?r, birinci ve ikinci dereceden geri d?n??? olmayan (tek tarafl?) reaksiyonlar i?in reaktanlar?n konsantrasyonunun zamana ba??ml?l???n? d???nelim.

Kimyasal reaksiyonun h?z?, reaktanlar?n do?as?, reaktanlar?n konsantrasyonu, s?cakl?k ve kataliz?rlerin varl??? gibi bir?ok fakt?re ba?l?d?r. Bu fakt?rleri ele alal?m.

1). Reaktanlar?n do?as?. ?yonik ba?a sahip maddeler aras?nda etkile?im varsa reaksiyon, kovalent ba?a sahip maddelere g?re daha h?zl? ilerler.

2.) Reaktanlar?n konsantrasyonu. Kimyasal reaksiyonun ger?ekle?ebilmesi i?in reaksiyona giren maddelerin molek?llerinin ?arp??mas? gerekir. Yani, molek?ller birbirine o kadar yakla?mal?d?r ki, bir par?ac???n atomlar? di?er par?ac???n elektrik alan?n?n etkisini deneyimlesin. Ancak bu durumda elektron ge?i?leri ve buna kar??l?k gelen atomlar?n yeniden d?zenlenmesi m?mk?n olacak ve bunun sonucunda yeni madde molek?lleri olu?acakt?r. Bu nedenle, kimyasal reaksiyonlar?n h?z?, molek?ller aras?nda meydana gelen ?arp??ma say?s?yla orant?l?d?r ve ?arp??ma say?s? da reaktanlar?n konsantrasyonuyla orant?l?d?r. Norve?li bilim adamlar? Guldberg ve Waage ve onlardan ba??ms?z olarak Rus bilim adam? Beketov, deneysel materyale dayanarak 1867'de kimyasal kineti?in temel yasas?n? form?le etti: kitlesel eylem kanunu(ZDM): sabit bir s?cakl?kta, bir kimyasal reaksiyonun h?z?, reaksiyona giren maddelerin konsantrasyonlar?n?n stokiyometrik katsay?lar?n?n g?c?yle do?rudan orant?l?d?r. Genel durum i?in:

kitlesel eylem yasas? ?u ?ekildedir:

Belirli bir reaksiyon i?in k?tle etki yasas?n?n kaydedilmesine denir. reaksiyonun temel kinetik denklemi. Temel kinetik denklemde k, reaktanlar?n do?as?na ve s?cakl??a ba?l? olan reaksiyon h?z? sabitidir.

?o?u kimyasal reaksiyon geri d?n???ml?d?r. Bu t?r reaksiyonlar s?ras?nda, ?r?nleri biriktik?e birbirleriyle reaksiyona girerek ba?lang?? maddelerini olu?turur:

?leri reaksiyon h?z?:

Geri bildirim h?z?:

Denge an?nda:

Dolay?s?yla denge durumunda k?tle hareketi yasas? ?u ?ekli al?r:

,

burada K reaksiyon denge sabitidir.

3) S?cakl???n reaksiyon h?z?na etkisi. Kural olarak kimyasal reaksiyonlar?n h?z?, s?cakl?k a??ld???nda artar. Bunu hidrojenin oksijenle etkile?imi ?rne?ini kullanarak ele alal?m.

2H2 + ?2 = 2H2?

20 0 C'de reaksiyon h?z? neredeyse s?f?rd?r ve etkile?imin %15 oran?nda ilerlemesi 54 milyar y?l alacakt?r. 500 0 C'de suyun olu?mas? 50 dakika s?recektir ve 700 0 C'de reaksiyon an?nda ger?ekle?ir.

Reaksiyon h?z?n?n s?cakl??a ba??ml?l??? ifade edilir van't Hoff kural?: s?cakl?ktaki 10 o art??la reaksiyon h?z? 2-4 kat artar. Van't Hoff'un kural? yaz?lm??t?r:

4) Kataliz?rlerin etkisi. Kimyasal reaksiyonlar?n h?z? kullan?larak kontrol edilebilir. kataliz?rler– Bir reaksiyonun h?z?n? de?i?tiren ve reaksiyondan sonra de?i?meden kalan miktarlarda kalan maddeler. Bir kataliz?r varl???nda reaksiyonun h?z?n?n de?i?tirilmesine kataliz denir. Ay?rt etmek olumlu(reaksiyon h?z? artar) ve negatif(reaksiyon h?z? azal?r) kataliz. Bazen bir reaksiyon s?ras?nda bir kataliz?r olu?ur; bu t?r i?lemlere otokatalitik denir. Homojen ve heterojen katalizler vard?r.

?u tarihte: homojen Katalizde kataliz?r ve reaktanlar ayn? fazdad?r. ?rne?in:

?u tarihte: heterojen Katalizde kataliz?r ve reaktanlar farkl? fazlardad?r. ?rne?in:

Heterojen kataliz enzimatik s?re?lerle ili?kilidir. Canl? organizmalarda meydana gelen t?m kimyasal i?lemler, belirli ?zel i?levlere sahip proteinler olan enzimler taraf?ndan katalize edilir. Enzimatik s?re?lerin ger?ekle?ti?i ??zeltilerde, a??k?a tan?mlanm?? bir faz aray?z?n?n bulunmamas? nedeniyle tipik bir heterojen ortam yoktur. Bu t?r i?lemlere mikroheterojen kataliz ad? verilir.