Кинематика химических реакций Скорость химических реакций.
    Скорость реакции определяется изменением молярной концентрации одного из реагирующих веществ:
    V = ± ((С2 - С1) / (t2 - t1)) = ± (?С / ?t)
    где С1 и С2 - молярные концентрации веществ в моменты времени t1 и t2 соответственно (знак (+) - если скорость определяется по продукту реакции, знак (-) - по исходному веществу).
    Реакции происходят при столкновении молекул реагирующих веществ. Ее скорость определяется количеством столкновений и вероятностью того, что они приведут к превращению. Число столкновений определяется концентрациями реагирующих веществ, а вероятность реакции - энергией сталкивающихся молекул. Факторы, влияющие на скорость химических реакций.
    1. Природа реагирующих веществ. Большую роль играет характер химических связей и строение молекул реагентов. Реакции протекают в направлении разрушения менее прочных связей и образования веществ с более прочными связями. Так, для разрыва связей в молекулах H2 и N2 требуются высокие энергии; такие молекулы мало реакционноспособны. Для разрыва связей в сильнополярных молекулах (HCl, H2O) требуется меньше энергии, и скорость реакции значительно выше. Реакции между ионами в растворах электролитов протекают практически мгновенно.
    Примеры.
    Фтор с водородом реагирует со взрывом при комнатной температуре, бром с водородом взаимодействует медленно и при нагревании.
    Оксид кальция вступает в реакцию с водой энергично, с выделением тепла; оксид меди - не реагирует.
    2. Концентрация. С увеличением концентрации (числа частиц в единице объема) чаще происходят столкновения молекул реагирующих веществ - скорость реакции возрастает. Закон действующих масс (К. Гульдберг, П.Вааге, 1867г.).
    Скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ.
    aA + bB + . . . ? . . .
    V = k • [A]a • [B]b • . . .
    Константа скорости реакции k зависит от природы реагирующих веществ, температуры и катализатора, но не зависит от значения концентраций реагентов.
    Физический смысл константы скорости заключается в том, что она равна скорости реакции при единичных концентрациях реагирующих веществ.
    Для гетерогенных реакций концентрация твердой фазы в выражение скорости реакции не входит.
    3. Температура. При повышении температуры на каждые 10°C скорость реакции возрастает в 2-4 раза (Правило Вант-Гоффа). При увеличении температуры от t1 до t2 изменение скорости реакции можно рассчитать по формуле: (t2 - t1) / 10 Vt2 / Vt1 = ? (где Vt2 и Vt1 - скорости реакции при температурах t2 и t1 соответственно; ?- температурный коэффициент данной реакции).
    Правило Вант-Гоффа применимо только в узком интервале температур. Более точным является уравнение Аррениуса:
    k = A • e -Ea/RT
    где
    A - постоянная, зависящая от природы реагирующих веществ;
    R - универсальная газовая постоянная [8,314 Дж/(моль o К) = 0,082 л o атм/(моль o К)];
    Ea - энергия активации, т.е. энергия, которой должны обладать сталкивающиеся молекулы, чтобы столкновение привело к химическому превращению.
    Энергетическая диаграмма химической реакции.
    
    А - реагенты, В - активированный комплекс (переходное состояние), С - продукты.
    Чем больше энергия активации Ea, тем сильнее возрастает скорость реакции при увеличении температуры.
    4. ............