Vitesse réaction chimique dépend de nombreux facteurs, notamment la nature des réactifs, la concentration des réactifs, la température et la présence de catalyseurs. Considérons ces facteurs.
1). Nature des réactifs. S'il y a une interaction entre des substances ayant une liaison ionique, la réaction se déroule plus rapidement qu'entre des substances ayant une liaison covalente.
2.) Concentration des réactifs. Pour qu’une réaction chimique ait lieu, les molécules des substances en réaction doivent entrer en collision. Autrement dit, les molécules doivent être si proches les unes des autres que les atomes d’une particule subissent l’action des champs électriques de l’autre. Ce n'est que dans ce cas que les transitions électroniques et les réarrangements correspondants des atomes seront possibles, à la suite desquels des molécules de nouvelles substances seront formées. Ainsi, la vitesse des réactions chimiques est proportionnelle au nombre de collisions qui se produisent entre les molécules, et le nombre de collisions, à son tour, est proportionnel à la concentration des réactifs. Sur la base de matériel expérimental, les scientifiques norvégiens Guldberg et Waage et, indépendamment d'eux, le scientifique russe Beketov ont formulé en 1867 la loi fondamentale de la cinétique chimique - loi de l'action de masse(ZDM) : à température constante, la vitesse d'une réaction chimique est directement proportionnelle au produit des concentrations des substances en réaction par la puissance de leurs coefficients stoechiométriques. Pour le cas général :
la loi de l'action de masse a la forme :
L'enregistrement de la loi d'action de masse pour une réaction donnée est appelé équation cinétique de base de la réaction. Dans l’équation cinétique de base, k est la constante de vitesse de réaction, qui dépend de la nature des réactifs et de la température.
La plupart des réactions chimiques sont réversibles. Au cours de telles réactions, leurs produits, au fur et à mesure qu'ils s'accumulent, réagissent les uns avec les autres pour former les substances de départ :
Taux de réaction directe :
Vitesse de retour :
Au moment de l'équilibre :
La loi de l’action des masses en état d’équilibre prend donc la forme :
,
où K est la constante d’équilibre de la réaction.
3) Effet de la température sur la vitesse de réaction. En règle générale, la vitesse des réactions chimiques augmente lorsque la température est dépassée. Considérons cela en utilisant l'exemple de l'interaction de l'hydrogène avec l'oxygène.
2H 2 + O 2 = 2H 2 O
À 20 0 C, la vitesse de réaction est pratiquement nulle et il faudrait 54 milliards d'années pour que l'interaction progresse de 15 %. À 500 0 C, il faudra 50 minutes pour former de l'eau, et à 700 0 C, la réaction se produit instantanément.
La dépendance de la vitesse de réaction sur la température est exprimée la règle de Van't Hoff: avec une augmentation de la température de 10 o, la vitesse de réaction augmente de 2 à 4 fois. La règle de Van't Hoff s'écrit :
4) Effet des catalyseurs. La vitesse des réactions chimiques peut être contrôlée en utilisant catalyseurs– les substances qui modifient la vitesse d’une réaction et restent inchangées après la réaction. Changer la vitesse d’une réaction en présence d’un catalyseur est appelé catalyse. Distinguer positif(la vitesse de réaction augmente) et négatif(la vitesse de réaction diminue) catalyse. Parfois, un catalyseur se forme au cours d’une réaction ; de tels processus sont appelés autocatalytiques. Il existe des catalyses homogènes et hétérogènes.
À homogène En catalyse, le catalyseur et les réactifs sont dans la même phase. Par exemple:
À hétérogène En catalyse, le catalyseur et les réactifs sont dans des phases différentes. Par exemple:
La catalyse hétérogène est associée à des processus enzymatiques. Tous les processus chimiques se produisant dans les organismes vivants sont catalysés par des enzymes, qui sont des protéines dotées de certaines fonctions spécialisées. Dans les solutions dans lesquelles des processus enzymatiques ont lieu, il n’existe pas d’environnement hétérogène typique, en raison de l’absence d’interface de phase clairement définie. De tels processus sont appelés catalyse microhétérogène.
Nous sommes constamment confrontés à diverses interactions chimiques. Combustion gaz naturel, rouille du fer, acidification du lait - ce ne sont pas tous les processus qui sont étudiés en détail dans un cours de chimie scolaire.
Certaines réactions prennent quelques fractions de secondes, tandis que certaines interactions prennent des jours ou des semaines.
Essayons d'identifier la dépendance de la vitesse de réaction sur la température, la concentration et d'autres facteurs. La nouvelle norme pédagogique consacre un temps d'enseignement minimum à cette problématique. Les tests de l'examen d'État unifié comprennent des tâches sur la dépendance de la vitesse de réaction à la température, à la concentration et proposent même des problèmes de calcul. De nombreux lycéens éprouvent certaines difficultés à trouver des réponses à ces questions, nous allons donc analyser ce sujet en détail.
Pertinence de la question examinée
Les informations sur la vitesse de réaction ont une importance pratique et scientifique importante. Par exemple, dans la production spécifique de substances et de produits, la productivité des équipements et le coût des marchandises dépendent directement de cette valeur.
Classification des réactions en cours
Il existe une relation directe entre l'état d'agrégation des composants initiaux et les produits formés lors d'interactions hétérogènes.
En chimie, un système désigne généralement une substance ou une combinaison de celles-ci.
Un système constitué d'une phase (le même état d'agrégation) est considéré comme homogène. A titre d'exemple, on peut citer un mélange de gaz et de plusieurs liquides différents.
Un système hétérogène est un système dans lequel les réactifs sont sous forme de gaz et de liquides. solides et les gaz.
La vitesse de réaction dépend non seulement de la température, mais également de la phase dans laquelle les composants entrant dans l'interaction analysée sont utilisés.
Une composition homogène se caractérise par un processus se déroulant dans tout le volume, ce qui améliore considérablement sa qualité.
Si les substances de départ sont dans des états de phase différents, alors l'interaction maximale est observée à l'interface de phase. Par exemple, lorsqu'un métal actif est dissous dans un acide, la formation d'un produit (sel) s'observe uniquement à la surface de leur contact.
Relation mathématique entre la vitesse du processus et divers facteurs
À quoi ressemble l'équation de la dépendance de la vitesse d'une réaction chimique à la température ? Pour un processus homogène, le taux est déterminé par la quantité de substance qui interagit ou se forme lors de la réaction dans le volume du système par unité de temps.
Pour un processus hétérogène, le taux est déterminé en termes de quantité de substance réagissant ou produite dans le processus par unité de surface sur une période de temps minimale.
Facteurs affectant la vitesse d'une réaction chimique
La nature des réactifs est une des raisons différentes vitesses le déroulement des processus. Par exemple, métaux alcalinsà température ambiante, ils forment des alcalis avec l'eau et le processus s'accompagne d'un dégagement intense d'hydrogène gazeux. Les métaux nobles (or, platine, argent) ne sont capables de processus similaires ni à température ambiante ni lorsqu'ils sont chauffés.
La nature des réactifs est un facteur pris en compte dans l’industrie chimique afin d’augmenter la rentabilité de la production.
Une relation a été révélée entre la concentration des réactifs et la vitesse de la réaction chimique. Plus il est élevé, plus les particules entreront en collision, donc le processus se déroulera plus rapidement.
La loi de l'action de masse sous forme mathématique décrit une relation directement proportionnelle entre la concentration des substances de départ et la vitesse du processus.
Il a été formulé au milieu du XIXe siècle par le chimiste russe N. N. Beketov. Pour chaque processus, une constante de réaction est déterminée, qui n'est pas liée à la température, à la concentration ou à la nature des réactifs.
Afin d'accélérer la réaction dans laquelle une substance solide est impliquée, vous devez la broyer jusqu'à l'état de poudre.
Dans ce cas, la surface augmente, ce qui a un effet positif sur la vitesse du processus. Pour carburant diesel Ils utilisent un système d'injection spécial grâce auquel, au contact de l'air, la vitesse du processus de combustion d'un mélange d'hydrocarbures augmente considérablement.
Chauffage
La dépendance de la vitesse d'une réaction chimique sur la température s'explique par la théorie de la cinétique moléculaire. Il permet de calculer le nombre de collisions entre molécules de réactifs dans certaines conditions. Si vous disposez de telles informations, alors lorsque conditions normales tous les processus doivent avoir lieu instantanément.
Mais si l'on considère exemple concret en fonction de la vitesse de réaction en fonction de la température, il s'avère que pour l'interaction, il est d'abord nécessaire de rompre les liaisons chimiques entre les atomes afin que de nouvelles substances se forment à partir d'eux. Cela nécessite une dépense énergétique importante. Quelle est la dépendance de la vitesse de réaction avec la température ? L'énergie d'activation détermine la possibilité de rupture des molécules ; c'est précisément cette énergie qui caractérise la réalité des processus. Ses unités sont le kJ/mol.
Si l’énergie est insuffisante, la collision sera inefficace, elle ne s’accompagne donc pas de la formation d’une nouvelle molécule.
Représentation graphique
La dépendance de la vitesse d'une réaction chimique sur la température peut être représentée graphiquement. Lorsqu'il est chauffé, le nombre de collisions entre particules augmente, ce qui accélère l'interaction.
À quoi ressemble un graphique de la vitesse de réaction en fonction de la température ? L'énergie des molécules est affichée horizontalement et le nombre de particules ayant une réserve d'énergie élevée est indiqué verticalement. Un graphique est une courbe par laquelle on peut juger de la vitesse d’une interaction particulière.
Plus la différence d'énergie par rapport à la moyenne est grande, plus le point de la courbe est éloigné du maximum et plus le pourcentage de molécules disposant d'une telle réserve d'énergie est faible.
Aspects importants
Est-il possible d'écrire l'équation de la dépendance de la constante de vitesse de réaction à la température ? Son augmentation se traduit par une augmentation de la vitesse du processus. Cette dépendance est caractérisée par une certaine valeur appelée coefficient de température de la vitesse de traitement.
Pour toute interaction, la dépendance de la constante de vitesse de réaction sur la température a été révélée. Si elle augmente de 10 degrés, la vitesse du processus augmente de 2 à 4 fois.
La dépendance de la vitesse des réactions homogènes à la température peut être représentée sous forme mathématique.
Pour la plupart des interactions à température ambiante, le coefficient est compris entre 2 et 4. Par exemple, avec un coefficient de température de 2,9, une augmentation de la température de 100 degrés accélère le processus de près de 50 000 fois.
La dépendance de la vitesse de réaction à la température peut facilement s’expliquer par différentes énergies d’activation. Il a une valeur minimale lors des processus ioniques, qui sont déterminés uniquement par l'interaction des cations et des anions. De nombreuses expériences indiquent l'apparition instantanée de telles réactions.
À valeur élevéeénergie d'activation, seul un petit nombre de collisions entre particules conduira à une interaction. À une énergie d’activation moyenne, les réactifs interagiront à un rythme moyen.
Les tâches sur la dépendance de la vitesse de réaction à la concentration et à la température ne sont envisagées qu'au niveau supérieur de l'enseignement et posent souvent de sérieuses difficultés aux enfants.
Mesurer la vitesse d'un processus
Les processus qui nécessitent une énergie d'activation importante impliquent une rupture initiale ou un affaiblissement des liaisons entre les atomes dans les substances de départ. Dans ce cas, ils passent à un certain état intermédiaire appelé complexe activé. C'est un état instable, se décompose assez rapidement en produits de réaction, le processus s'accompagne de la libération d'énergie supplémentaire.
Dans sa forme la plus simple, un complexe activé est une configuration d’atomes dont les anciennes liaisons sont affaiblies.
Inhibiteurs et catalyseurs
Analysons la dépendance de la vitesse de la réaction enzymatique sur la température du milieu. Ces substances fonctionnent comme des accélérateurs de processus.
Ils ne participent pas eux-mêmes à l’interaction ; leur nombre reste inchangé une fois le processus terminé. Alors que les catalyseurs contribuent à augmenter la vitesse de réaction, les inhibiteurs ralentissent au contraire ce processus.
L'essence de ceci réside dans la formation de composés intermédiaires, ce qui entraîne une modification de la vitesse du processus.
Conclusion
Diverses interactions chimiques se produisent chaque minute dans le monde. Comment établir la dépendance de la vitesse de réaction à la température ? L'équation d'Arrhenius est une explication mathématique de la relation entre la constante de vitesse et la température. Il donne une idée de ces valeurs d'énergie d'activation auxquelles la destruction ou l'affaiblissement des liaisons entre les atomes dans les molécules et la répartition des particules dans de nouvelles substances chimiques sont possibles.
Grâce à la théorie de la cinétique moléculaire, il est possible de prédire la probabilité d'interactions entre les composants initiaux et de calculer la vitesse du processus. Parmi les facteurs qui influencent la vitesse de réaction figurent signification particulière a un changement de température, de concentration en pourcentage de substances en interaction, de surface de contact, de présence d'un catalyseur (inhibiteur), ainsi que de la nature des composants en interaction.
Vitesse de réaction est déterminé par une modification de la concentration molaire de l'un des réactifs :
V = ± ((C 2 - C 1) / (t 2 - t 1)) = ± (DC / Dt)
Où C 1 et C 2 sont les concentrations molaires des substances aux instants t 1 et t 2, respectivement (signe (+) - si le taux est déterminé par le produit de réaction, signe (-) - par la substance de départ).
Les réactions se produisent lorsque des molécules de substances en réaction entrent en collision. Sa vitesse est déterminée par le nombre de collisions et la probabilité qu'elles conduisent à une transformation. Le nombre de collisions est déterminé par les concentrations des substances en réaction et la probabilité d'une réaction est déterminée par l'énergie des molécules en collision.
Facteurs influençant la vitesse des réactions chimiques.
1. La nature des substances en réaction. Le personnage joue un grand rôle liaisons chimiques et la structure des molécules réactives. Les réactions vont dans le sens de la destruction de liaisons moins fortes et de la formation de substances ayant des liaisons plus fortes. Ainsi, rompre les liaisons dans les molécules H 2 et N 2 nécessite des énergies élevées ; ces molécules sont légèrement réactives. La rupture des liaisons dans des molécules hautement polaires (HCl, H 2 O) nécessite moins d'énergie et la vitesse de réaction est beaucoup plus élevée. Les réactions entre les ions dans les solutions électrolytiques se produisent presque instantanément.
Exemples
Le fluor réagit de manière explosive avec l'hydrogène à température ambiante, le brome réagit lentement avec l'hydrogène lorsqu'il est chauffé.
L'oxyde de calcium réagit vigoureusement avec l'eau, libérant de la chaleur ; oxyde de cuivre - ne réagit pas.
2. Concentration. Avec l'augmentation de la concentration (le nombre de particules par unité de volume), les collisions de molécules de substances réactives se produisent plus souvent - la vitesse de réaction augmente.
Loi de l'action de masse (K. Guldberg, P. Waage, 1867)
La vitesse d'une réaction chimique est directement proportionnelle au produit des concentrations des réactifs.
AA + bB + . . . ® . . .
- [UNE] une [B] b . . .
La constante de vitesse de réaction k dépend de la nature des réactifs, de la température et du catalyseur, mais ne dépend pas des concentrations des réactifs.
La signification physique de la constante de vitesse est qu’elle est égale à la vitesse de réaction aux concentrations unitaires des réactifs.
Pour les réactions hétérogènes, la concentration de la phase solide n'est pas incluse dans l'expression de la vitesse de réaction.
3. Température. Pour chaque augmentation de température de 10°C, la vitesse de réaction augmente de 2 à 4 fois (règle de Van't Hoff). À mesure que la température augmente de t 1 à t 2, la variation de la vitesse de réaction peut être calculée à l'aide de la formule :
|
|
(t 2 - t 1) / 10 |
Vt 2 / Vt 1 | = g | |
(où Vt 2 et Vt 1 sont les vitesses de réaction aux températures t 2 et t 1, respectivement ; g est le coefficient de température de cette réaction).
La règle de Van't Hoff n'est applicable que dans une plage de températures étroite. L'équation d'Arrhenius est plus précise :
- e-Ea/RT
Où
A est une constante dépendant de la nature des réactifs ;
R est la constante universelle des gaz ;
Ea est l'énergie d'activation, c'est-à-dire l'énergie que doivent avoir les molécules en collision pour que la collision conduise à une transformation chimique.
Diagramme énergétique d'une réaction chimique.
Réaction exothermique | Réaction endothermique |
A - réactifs, B - complexe activé (état de transition), C - produits.
Plus l’énergie d’activation Ea est élevée, plus la vitesse de réaction augmente avec l’augmentation de la température.
4. Surface de contact des substances réactives. Pour les systèmes hétérogènes (lorsque les substances sont dans différents états d'agrégation), plus la surface de contact est grande, plus la réaction se déroule rapidement. La surface des solides peut être augmentée en les broyant, et pour les substances solubles en les dissolvant.
5. Catalyse. Les substances qui participent aux réactions et augmentent leur vitesse, restant inchangées à la fin de la réaction, sont appelées catalyseurs. Le mécanisme d'action des catalyseurs est associé à une diminution de l'énergie d'activation de la réaction due à la formation de composés intermédiaires. À catalyse homogène les réactifs et le catalyseur constituent une seule phase (sont dans le même état d'agrégation), avec catalyse hétérogène - différentes phases(sont dans différents états d’agrégation). Dans certains cas, l'apparition de processus chimiques indésirables peut être fortement ralentie par l'ajout d'inhibiteurs dans le milieu réactionnel (le phénomène " catalyse négative").
La vitesse d'une réaction chimique est la variation de la concentration des réactifs par unité de temps.
Dans les réactions homogènes, l'espace de réaction fait référence au volume du récipient de réaction et dans les réactions hétérogènes, à la surface sur laquelle la réaction se produit. La concentration des substances en réaction est généralement exprimée en mol/l - le nombre de moles d'une substance dans 1 litre de solution.
La vitesse d'une réaction chimique dépend de la nature des réactifs, de la concentration, de la température, de la pression, de la surface de contact des substances et de sa nature, ainsi que de la présence de catalyseurs.
Une augmentation de la concentration des substances entrant dans réaction chimique, entraîne une augmentation de la vitesse de la réaction chimique. Cela se produit parce que toutes les réactions chimiques ont lieu entre un certain nombre de particules en réaction (atomes, molécules, ions). Plus ces particules sont nombreuses dans le volume de l'espace de réaction, plus elles entrent en collision et plus l'interaction chimique se produit. Une réaction chimique peut se produire par un ou plusieurs actes élémentaires (collisions). Sur la base de l'équation de réaction, nous pouvons écrire une expression pour la dépendance de la vitesse de réaction sur la concentration des réactifs. Si une seule molécule participe à un acte élémentaire (lors d'une réaction de décomposition), la dépendance aura la forme suivante :
v= k*[UNE]
C'est l'équation d'une réaction monomoléculaire. Lorsque deux molécules différentes interagissent dans un acte élémentaire, la dépendance a la forme :
v= k*[A]*[B]
La réaction est dite bimoléculaire. Dans le cas d'une collision de trois molécules, l'expression est valable :
v= k*[A]*[B]*[C]
La réaction est appelée trimoléculaire. Désignations des coefficients :
v — vitesse de réaction;
[A], [B], [C] sont les concentrations des substances réagissantes ;
k - coefficient de proportionnalité ; appelée constante de vitesse de réaction.
Si les concentrations des réactifs sont égales à un (1 mol/l) ou si leur produit est égal à un, alors v = k.. La constante de vitesse dépend de la nature des réactifs et de la température. La dépendance de la vitesse des réactions simples (c'est-à-dire des réactions se produisant par un acte élémentaire) sur la concentration est décrite par la loi de l'action de masse : la vitesse d'une réaction chimique est directement proportionnelle au produit de la concentration des réactifs élevée à la puissance de leurs coefficients stœchiométriques.
Par exemple, regardons la réaction 2NO + O 2 = 2NO 2.
Dedans v= k* 2 *
Dans le cas où l'équation d'une réaction chimique ne correspond pas à l'acte élémentaire d'interaction, mais reflète uniquement le rapport entre la masse des substances qui ont réagi et les substances formées, alors les degrés de concentrations ne seront pas égaux à coefficients apparaissant devant les formules des substances correspondantes dans l'équation de réaction. Pour une réaction qui se déroule en plusieurs étapes, la vitesse de la réaction est déterminée par la vitesse de l’étape la plus lente (limitante).
Cette dépendance de la vitesse de réaction sur la concentration des réactifs est valable pour les gaz et les réactions se déroulant en solution. Les réactions impliquant des solides n'obéissent pas à la loi de l'action de masse, puisque l'interaction des molécules se produit uniquement à l'interface des phases. Par conséquent, la vitesse d’une réaction hétérogène dépend également de la taille et de la nature de la surface de contact des phases réactionnelles. Plus la surface est grande, plus la réaction sera rapide.
L'effet de la température sur la vitesse d'une réaction chimique
L'effet de la température sur la vitesse d'une réaction chimique est déterminé par la règle de Van't Hoff : avec une augmentation de la température tous les 10 ° C, la vitesse de réaction augmente de 2 à 4 fois. Mathématiquement, cette règle s'exprime par l'équation suivante :
vt2= vt1* g(t2-t1)/10
Où vt1 Et v t2 — vitesses de réaction aux températures t2 et t1 ; g - coefficient de température de réaction - un nombre indiquant combien de fois la vitesse de réaction augmente avec une augmentation de la température tous les 10 ° C. Une dépendance aussi importante de la vitesse d'une réaction chimique à la température s'explique par le fait que la formation de nouvelles substances ne se produit pas à chaque collision de molécules en réaction. Seules les molécules (molécules actives) qui interagissent ont suffisamment d'énergie pour rompre les liaisons dans les particules d'origine. Chaque réaction est donc caractérisée par une barrière énergétique. Pour en venir à bout, la molécule a besoin énergie d'activation - un excès d'énergie qu'une molécule doit avoir pour que sa collision avec une autre molécule conduise à la formation d'une nouvelle substance. Avec l'augmentation de la température, le nombre de molécules actives augmente rapidement, ce qui entraîne une forte augmentation de la vitesse de réaction selon la règle de Van't Hoff. L'énergie d'activation pour chaque réaction spécifique dépend de la nature des réactifs.
Théorie des collisions actives permet d'expliquer l'influence de certains facteurs sur la vitesse d'une réaction chimique. Les principales dispositions de cette théorie :
- Les réactions se produisent lorsque des particules de réactifs possédant une certaine énergie entrent en collision.
- Plus il y a de particules réactives, plus elles sont proches les unes des autres, plus elles risquent d'entrer en collision et de réagir.
- Seules les collisions efficaces entraînent une réaction, c'est-à-dire ceux dans lesquels les « anciennes connexions » sont détruites ou affaiblies et donc de « nouvelles » peuvent être formées. Pour ce faire, les particules doivent disposer de suffisamment d’énergie.
- L’énergie excédentaire minimale requise pour une collision efficace des particules réactives est appelée énergie d'activation Ea.
- Activité produits chimiques se manifeste par la faible énergie d'activation des réactions les impliquant. Plus l’énergie d’activation est faible, plus la vitesse de réaction est élevée. Par exemple, dans les réactions entre cations et anions, l’énergie d’activation est très faible, de telles réactions se produisent donc presque instantanément.
Influence catalyseur
L'un des plus des moyens efficaces influence sur la vitesse des réactions chimiques - l'utilisation de catalyseurs. À ataliseurs - Ce sont des substances qui modifient la vitesse d’une réaction, mais à la fin du processus, elles restent elles-mêmes inchangées en termes de composition et de masse. En d'autres termes, au moment de la réaction elle-même, le catalyseur participe activement au processus chimique, mais à la fin de la réaction, les réactifs changent de composition chimique, se transformant en produits, et le catalyseur est libéré sous sa forme originale. . En règle générale, le rôle d'un catalyseur est d'augmenter la vitesse d'une réaction, bien que certains catalyseurs ralentissent le processus plutôt que de l'accélérer. Le phénomène d'accélération des réactions chimiques dû à la présence de catalyseurs est appelé catalyse, et ralentissements - inhibition.
Certaines substances n'ont pas d'effet catalytique, mais leurs ajouts augmentent considérablement la capacité catalytique des catalyseurs. De telles substances sont appelées promoteurs. D'autres substances (poisons catalytiques) réduisent voire bloquent complètement l'action des catalyseurs, ce processus est appelé empoisonnement au catalyseur.
Il existe deux types de catalyse : homogène Et hétérogène. À catalyse homogène les réactifs, les produits et le catalyseur forment une seule phase (gazeuse ou liquide). Dans ce cas, il n’y a pas d’interface entre le catalyseur et les réactifs.
Particularité catalyse hétérogène est que les catalyseurs (généralement solides) sont dans un état de phase différent de celui des réactifs et des produits de la réaction. La réaction se développe généralement à la surface d’un solide.
En catalyse homogène, des produits intermédiaires se forment entre le catalyseur et le réactif à la suite d'une réaction avec une énergie d'activation plus faible. En catalyse hétérogène, l'augmentation de vitesse s'explique par l'adsorption des réactifs à la surface du catalyseur. En conséquence, leur concentration augmente et la vitesse de réaction augmente.
Un cas particulier de catalyse est autocatalyse. Cela signifie qu'un processus chimique est accéléré par l'un des produits de réaction.
Taux de réaction chimique
Taux de réaction chimique- modification de la quantité d'une des substances réactionnelles par unité de temps dans une unité d'espace de réaction. Est notion clé cinétique chimique. La vitesse d'une réaction chimique est toujours une valeur positive, donc si elle est déterminée par la substance de départ (dont la concentration diminue au cours de la réaction), alors la valeur résultante est multipliée par −1.
Par exemple pour la réaction :
l'expression de la vitesse ressemblera à ceci :
.La vitesse d'une réaction chimique à un moment donné est proportionnelle aux concentrations des réactifs élevées à des puissances égales à leurs coefficients stoechiométriques.
- Pour les réactions élémentaires, l'exposant de la concentration de chaque substance est souvent égal à son coefficient stoechiométrique, pour les réactions complexes, cette règle n'est pas respectée ; En plus de la concentration, les facteurs suivants influencent la vitesse d'une réaction chimique :
- la nature des réactifs,
- la présence d'un catalyseur,
- température (règle de Van't Hoff),
- pression,
surface des substances réactives. Si l’on considère la réaction chimique la plus simple A + B → C, on remarquera que instantané
La vitesse d'une réaction chimique n'est pas constante.
- Littérature
- Kubasov A. A. Cinétique chimique et catalyse.
- Prigozhin I., Defey R. Thermodynamique chimique. Novossibirsk : Nauka, 1966. 510 p.
Yablonsky G.S., Bykov V.I., Gorban A.N., Modèles cinétiques de réactions catalytiques, Novossibirsk : Nauka (Département Sib.), 1983. - 255 p.
Fondation Wikimédia.
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