Параграф 3 Химия 9 класс Габриелян | Конспект

Скорость химических реакций

Скорость химической реакции — это изменение концентрации реагентов или продуктов за единицу времени. Формула для её расчёта:

где Δc — изменение концентрации вещества, а Δt — время, за которое происходит это изменение.

Скорость реакции зависит от:

• Природы реагентов (химическая активность веществ),

• Концентрации веществ,

• Температуры,

• Площади соприкосновения реагентов,

• Наличия катализатора.

Например:

1. Реакция цинка с соляной кислотой протекает быстрее:

2. Реакция с уксусной кислотой идёт медленнее из-за меньшей активности кислоты:

Эти различия подчёркивают важность влияния факторов на скорость химических процессов.

Факторы, влияющие на скорость реакции

1. Природа реагирующих веществ

• Скорость химической реакции определяется химической активностью веществ. Например:

  • Активные металлы, такие как магний, реагируют с кислотами быстрее, чем менее активные (например, железо).

  • Соляная кислота реагирует быстрее с цинком, чем уксусная кислота, так как она является сильной кислотой.

• Пример:

Эта реакция протекает быстрее, чем взаимодействие цинка с уксусной кислотой.

2. Температура

• При повышении температуры молекулы реагентов получают больше энергии, что увеличивает вероятность их столкновений.

• Например, нагревание раствора серной кислоты с металлической стальной скрепкой приводит к ускорению выделения водорода. Этот эффект связан с увеличением скорости движения молекул при высокой температуре.

3. Концентрация реагирующих веществ

• Увеличение концентрации приводит к большему числу молекул в объёме, что повышает вероятность их столкновений.

• Пример: в растворе тиосульфата натрия осадок появляется быстрее при увеличении концентрации реагента.

4. Площадь соприкосновения реагирующих веществ

• Чем больше поверхность контакта реагентов, тем быстрее идёт реакция. Например:

  • Измельчённый мрамор реагирует с кислотой быстрее, чем цельный кусок.

  • Реакции гетерогенных систем (твердые и жидкие вещества) происходят только на границе фаз.

5. Наличие катализатора

• Катализатор — вещество, которое ускоряет химическую реакцию, не расходуясь в процессе. Например:

• Катализаторы позволяют проводить реакции при более низких температурах и давлениях, экономя энергию. Например:

  • Оксид марганца ускоряет разложение перекиси водорода на воду и кислород.

  • В промышленности катализаторы используются для ускорения синтеза аммиака, переработки нефти и других процессов.

Катализ

Катализ — это явление, при котором скорость химической реакции изменяется под действием катализатора. Катализаторы делятся на:

1. Гомогенные катализаторы — находятся в той же фазе, что и реагенты.

2. Гетерогенные катализаторы — находятся в другой фазе.

История катализа:

• В 1811 году русский химик Константин Сигизмундович Кирхгоф изучал превращение крахмала в сахар под действием воды и открыл влияние катализатора.

• В 1835 году шведский учёный Й. Берцелиус ввёл термины "катализ" и "катализатор".

Катализ широко применяется:

• В промышленности: 90% всех химических процессов зависят от катализаторов (например, очистка выхлопных газов автомобилей).

• В биологии: ферменты, которые являются органическими катализаторами, ускоряют реакции в клетках.

Пример фермента:

• Каталаза разлагает перекись водорода: