દૂરસ્થ શિક્ષણ માટે "રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓની ગતિશાસ્ત્ર", "ઉકેલ" વ્યાખ્યાન: રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓની ગતિશાસ્ત્ર

પ્રતિક્રિયા દર રિએક્ટન્ટ્સમાંના એકની દાઢ સાંદ્રતામાં ફેરફાર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:

V = ± ((C2 - C1) / (t2 - t1)) = ± (DC / Dt)

જ્યાં C1 અને C2 - દાઢ સાંદ્રતાટી 1 અને ટી 2 સમયે પદાર્થો, અનુક્રમે (ચિહ્ન (+) - જો દર પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, તો સાઇન (-) - પ્રારંભિક પદાર્થ દ્વારા).

પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે જ્યારે પ્રતિક્રિયાશીલ પદાર્થોના પરમાણુઓ અથડાય છે. તેની ઝડપ અથડામણની સંખ્યા અને તે પરિવર્તન તરફ દોરી જશે તેવી સંભાવના દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. અથડામણની સંખ્યા પ્રતિક્રિયાશીલ પદાર્થોની સાંદ્રતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, અને પ્રતિક્રિયાની સંભાવના અથડાતા પરમાણુઓની ઊર્જા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓના દરને અસર કરતા પરિબળો.

1. પ્રતિક્રિયા આપતા પદાર્થોની પ્રકૃતિ. પાત્ર એક મોટી ભૂમિકા ભજવે છે રાસાયણિક બોન્ડઅને રીએજન્ટ પરમાણુઓની રચના. પ્રતિક્રિયાઓ ઓછા મજબૂત બોન્ડના વિનાશ અને મજબૂત બોન્ડ સાથે પદાર્થોની રચનાની દિશામાં આગળ વધે છે. આમ, H2 અને N2 પરમાણુઓમાં બોન્ડ તોડવા માટે, ઉચ્ચ ઊર્જા; આવા પરમાણુઓ સહેજ પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે. અત્યંત ધ્રુવીય અણુઓ (HCl, H2O) માં બોન્ડ તોડવા માટે ઓછી ઊર્જાની જરૂર પડે છે અને પ્રતિક્રિયા દર ઘણો વધારે છે. ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સોલ્યુશનમાં આયનો વચ્ચેની પ્રતિક્રિયાઓ લગભગ તરત જ થાય છે.

ફ્લોરિન ઓરડાના તાપમાને હાઇડ્રોજન સાથે વિસ્ફોટક રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે, જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે બ્રોમિન ધીમે ધીમે હાઇડ્રોજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.

કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડ પાણી સાથે જોરશોરથી પ્રતિક્રિયા આપે છે, ગરમી મુક્ત કરે છે; કોપર ઓક્સાઇડ - પ્રતિક્રિયા કરતું નથી.

2. એકાગ્રતા. વધતી સાંદ્રતા સાથે (એકમ વોલ્યુમ દીઠ કણોની સંખ્યા), પ્રતિક્રિયા કરતા પદાર્થોના પરમાણુઓની અથડામણ વધુ વખત થાય છે - પ્રતિક્રિયા દર વધે છે.

કાયદો સક્રિય જનતા(કે. ગુલ્ડબર્ગ, પી. વેજ, 1867).

રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાનો દર પ્રત્યાઘાતોની સાંદ્રતાના ઉત્પાદનના સીધા પ્રમાણસર છે.

aA + bB +… ®….

V = k [A]a [B]b ….

પ્રતિક્રિયા દર સ્થિર k એ રિએક્ટન્ટની પ્રકૃતિ, તાપમાન અને ઉત્પ્રેરક પર આધાર રાખે છે, પરંતુ તે રિએક્ટન્ટની સાંદ્રતા પર આધારિત નથી.

ભૌતિક અર્થદર સ્થિરતા એ છે કે તે રિએક્ટન્ટ્સની એકમ સાંદ્રતા પર પ્રતિક્રિયા દરની બરાબર છે.

માટે વિજાતીય પ્રતિક્રિયાઓનક્કર તબક્કાની સાંદ્રતા પ્રતિક્રિયા દરની અભિવ્યક્તિમાં શામેલ નથી.

3. તાપમાન. તાપમાનમાં દર 10 ° સે વધારા માટે, પ્રતિક્રિયા દર 2-4 ગણો વધે છે (વેન હોફનો નિયમ). જેમ જેમ તાપમાન t1 થી t2 સુધી વધે છે, પ્રતિક્રિયા દરમાં ફેરફારની ગણતરી સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે:

(t2 - t1) / 10 Vt2 / Vt1 = g

(જ્યાં Vt2 અને Vt1 એ અનુક્રમે t2 અને t1 તાપમાન પર પ્રતિક્રિયા દર છે; g- તાપમાન ગુણાંકઆ પ્રતિક્રિયા).

વેન્ટ હોફનો નિયમ માત્ર સાંકડી તાપમાન શ્રેણીમાં જ લાગુ પડે છે. આર્હેનિયસ સમીકરણ વધુ સચોટ છે:

k = A e -Ea/RT

A એ એક અચલ છે જે રિએક્ટન્ટની પ્રકૃતિ પર આધાર રાખે છે;

આર એ સાર્વત્રિક ગેસ સ્થિરાંક છે;

Ea એ સક્રિયકરણ ઊર્જા છે, એટલે કે. અથડામણમાં પરિણમવા માટે અથડાતા પરમાણુઓ પાસે ઊર્જા હોવી આવશ્યક છે રાસાયણિક પરિવર્તન.

રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાની ઊર્જા રેખાકૃતિ.

A - રીએજન્ટ્સ, B - સક્રિય સંકુલ ( સંક્રમણ સ્થિતિ), સી - ઉત્પાદનો.

સક્રિયકરણ ઊર્જા Ea જેટલી વધારે છે, વધતા તાપમાન સાથે પ્રતિક્રિયા દર વધે છે.

4. પ્રતિક્રિયા આપતા પદાર્થોની સંપર્ક સપાટી. વિજાતીય પ્રણાલીઓ માટે (જ્યારે પદાર્થો એકત્રીકરણની જુદી જુદી સ્થિતિમાં હોય છે), સંપર્ક સપાટી જેટલી મોટી હોય છે, તેટલી ઝડપથી પ્રતિક્રિયા થાય છે. સપાટી ઘનતેમને ગ્રાઇન્ડીંગ દ્વારા વધારી શકાય છે, અને દ્રાવ્ય પદાર્થો માટે - તેમને ઓગાળીને.

5. ઉત્પ્રેરક. પદાર્થો કે જે પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે અને તેની ગતિમાં વધારો કરે છે, પ્રતિક્રિયાના અંતે યથાવત રહે છે, તેને ઉત્પ્રેરક કહેવામાં આવે છે. ઉત્પ્રેરકની ક્રિયાની પદ્ધતિ મધ્યવર્તી સંયોજનોની રચનાને કારણે પ્રતિક્રિયાની સક્રિયકરણ ઊર્જામાં ઘટાડો સાથે સંકળાયેલ છે. સજાતીય ઉત્પ્રેરકમાં, રિએક્ટન્ટ્સ અને ઉત્પ્રેરક એક તબક્કો બનાવે છે (એકત્રીકરણની સમાન સ્થિતિમાં હોય છે), સાથે વિજાતીય ઉત્પ્રેરક- વિવિધ તબક્કાઓ (એકત્રીકરણના વિવિધ રાજ્યોમાં છે). નાટકીય રીતે અનિચ્છનીય પ્રગતિ ધીમી રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓકેટલાક કિસ્સાઓમાં, અવરોધકોને પ્રતિક્રિયા માધ્યમમાં ઉમેરી શકાય છે ("નકારાત્મક ઉત્પ્રેરક" ની ઘટના).

રાસાયણિક સંતુલન.

ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રતિક્રિયાઓ- રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ એક સાથે બેમાં થાય છે વિરુદ્ધ દિશાઓ.

રાસાયણિક સંતુલન એ સિસ્ટમની સ્થિતિ છે જેમાં આગળની પ્રતિક્રિયા (V1) નો દર વિપરીત પ્રતિક્રિયા (V2) ના દરની બરાબર છે. રાસાયણિક સંતુલનમાં, પદાર્થોની સાંદ્રતા યથાવત રહે છે. રાસાયણિક સંતુલન પ્રકૃતિમાં ગતિશીલ છે: આગળ અને વિપરીત પ્રતિક્રિયાઓ સંતુલન પર અટકતી નથી.

રાજ્ય રાસાયણિક સંતુલનમાત્રાત્મક રીતે સંતુલન સ્થિરાંક દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જે આગળ (K1) અને વિપરીત (K2) પ્રતિક્રિયાઓના સ્થિરાંકોનો ગુણોત્તર છે.

પ્રતિક્રિયા માટે mA + nB pC + dD સંતુલન સ્થિરાંક બરાબર છે

K = K1 / K2 = ([C]p [D]d) / ([A]m [B]n)

સંતુલન સ્થિરતા તાપમાન અને પ્રતિક્રિયાઓની પ્રકૃતિ પર આધારિત છે. સંતુલન સ્થિરાંક જેટલું વધારે છે, ધ વધુ સંતુલનસીધી પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનોની રચના તરફ સ્થળાંતર.

સંતુલન બદલવાની રીતો.

લે ચેટેલિયરનો સિદ્ધાંત. જો સંતુલનમાં સિસ્ટમ પ્રભાવિત થાય છે બાહ્ય પ્રભાવ(એકાગ્રતા, તાપમાન, દબાણમાં ફેરફાર), પછી તે બે વિરોધી પ્રતિક્રિયાઓમાંથી એકની ઘટનાની તરફેણ કરે છે જે આ અસરને નબળી પાડે છે.

V1 A + B C V2

1. દબાણ. દબાણમાં વધારો (વાયુઓ માટે) સંતુલનને પ્રતિક્રિયા તરફ ખસેડે છે જે વોલ્યુમમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે (એટલે કે રચના નાની સંખ્યાપરમાણુઓ).

V1 A + B C; P માં વધારો V1 > V2 V2 2 1 તરફ દોરી જાય છે

2. તાપમાનમાં વધારો એ એન્ડોથર્મિક પ્રતિક્રિયા તરફ સંતુલન સ્થિતિને સ્થાનાંતરિત કરે છે (એટલે કે ગરમીના શોષણ સાથે થતી પ્રતિક્રિયા તરફ)

V1 B + Q, પછી t°C માં વધારો V2 > V1 A + B V2 V1 B - Q તરફ દોરી જાય છે, પછી t°C માં વધારો V1 > V2 A + B V2 તરફ દોરી જાય છે

3. એકાગ્રતામાં વધારો પ્રારંભિક સામગ્રીઅને પ્રતિક્રિયાના ક્ષેત્રમાંથી ઉત્પાદનોને દૂર કરવાથી સંતુલનને સીધી પ્રતિક્રિયા તરફ ખસેડવામાં આવે છે. પ્રારંભિક પદાર્થોની સાંદ્રતામાં વધારો [A] અથવા [B] અથવા [A] અને [B]: V1 > V2.

4. ઉત્પ્રેરક સંતુલન સ્થિતિને અસર કરતા નથી.

રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં, "આયનીકરણ" જેવું જ કંઈક થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, બે પદાર્થો અને મુખ્ય પદાર્થમાં ભેગા થાય છે; પછી, થોડો વિચાર કર્યા પછી, આપણે અણુ કહી શકીએ (- જેને આપણે ઇલેક્ટ્રોન કહીએ છીએ, અને - જેને આપણે આયન કહીએ છીએ). આવા બદલાવ પછી, પહેલાની જેમ, આપણે સંતુલન સમીકરણ લખી શકીએ છીએ

. (42.9)

આ સૂત્ર, અલબત્ત, અચોક્કસ છે, કારણ કે "સતત" તે વોલ્યુમ પર આધાર રાખે છે કે જેમાં તેને જોડવાની મંજૂરી છે, વગેરે, પરંતુ થર્મોડાયનેમિક દલીલો તરફ વળવાથી, વ્યક્તિ ઘાતાંકીય પરિબળના સંદર્ભમાં મૂલ્યને અર્થ આપી શકે છે, અને પછી તે તારણ આપે છે કે તે પ્રતિક્રિયા માટે જરૂરી ઊર્જા સાથે નજીકથી સંબંધિત છે.

ચાલો આ સૂત્રને અથડામણના પરિણામે સમજવાનો પ્રયાસ કરીએ, લગભગ તે જ રીતે જેમ આપણે બાષ્પીભવન સૂત્રને સમજ્યા, અવકાશમાં ભાગી રહેલા ઈલેક્ટ્રોન અને એકમ સમય દીઠ પાછા આવતા ઈલેક્ટ્રોનની ગણતરી કરીએ. ધારો કે અથડામણમાં અને ક્યારેક જોડાણ રચે છે. અને ચાલો આપણે એમ પણ માની લઈએ કે આ એક જટિલ પરમાણુ છે જે સામાન્ય નૃત્યમાં ભાગ લે છે અને અન્ય પરમાણુઓ દ્વારા અથડાય છે, અને સમય સમય પર તે વિસ્ફોટ કરવા અને ફરીથી તૂટી જવા માટે પૂરતી ઊર્જા મેળવે છે.

નોંધ કરો કે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં પરિસ્થિતિ એવી છે કે જો નજીક આવતા અણુઓમાં ખૂબ ઓછી ઉર્જા હોય, તો પછી, આ ઊર્જા પ્રતિક્રિયા માટે પૂરતી હોવા છતાં, અણુઓની અથડામણની હકીકતનો અર્થ એ નથી કે પ્રતિક્રિયાની શરૂઆત થાય. સામાન્ય રીતે અથડામણ વધુ "સખત" હોવી જરૂરી છે, અને વચ્ચેની "નરમ" અથડામણ પ્રતિક્રિયા શરૂ કરવા માટે પૂરતી ન પણ હોય, પછી ભલે પ્રક્રિયા પ્રતિક્રિયા માટે પૂરતી ઊર્જા મુક્ત કરતી હોય. ચાલો માની લઈએ કે સામાન્ય લક્ષણરાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ એ એક આવશ્યકતા છે જે અનુસાર એક સરળ અથડામણ એ સંયોજન અને રચના માટે પૂરતું નથી, પરંતુ તે જરૂરી છે કે તેઓ ચોક્કસ ઊર્જા સાથે અથડાય. આ ઊર્જાને સક્રિયકરણ ઊર્જા કહેવામાં આવે છે, એટલે કે, પ્રતિક્રિયાને "સક્રિય" કરવા માટે જરૂરી ઊર્જા. પ્રતિક્રિયા પેદા કરવા માટે અથડામણ માટે જરૂરી વધારાની ઉર્જા રહેવા દો. પછી જે ઝડપ સાથે અને જનરેટ થાય છે તેમાં અણુઓની સંખ્યાનું ઉત્પાદન હોવું જોઈએ અને , વ્યક્તિગત અણુ તીવ્રતાના ચોક્કસ ક્ષેત્રને જે ઝડપે અથડાવે છે તેની ઝડપ દ્વારા અને મૂલ્ય (પરમાણુમાં પૂરતી ઊર્જા હોય તેવી સંભાવના) દ્વારા ગુણાકાર કરવો જોઈએ. :

. (42.10)

હવે આપણે રિવર્સ પ્રક્રિયાની ઝડપ શોધવાની જરૂર છે. તેઓ ફરીથી બ્રેકઅપ કરે તેવી કેટલીક શક્યતાઓ છે. અલગ કરવા માટે, તેમની પાસે તેમના અલગ અસ્તિત્વની ખાતરી કરવા માટે પૂરતી ઊર્જા નથી. પરંતુ પરમાણુઓ માટે જોડાણ કરવું સરળ ન હોવાથી, ત્યાં અમુક પ્રકારની અવરોધ હોવી જોઈએ કે જેના દ્વારા તેમને અલગ ઉડવા માટે ક્રોસ કરવું આવશ્યક છે. તેઓએ માત્ર તેમના અસ્તિત્વ માટે જરૂરી ઊર્જાનો જ સંગ્રહ કરવો જ જોઈએ નહીં, પણ અનામતમાં કંઈક લેવું જોઈએ. તે ખીણમાં ઉતરતા પહેલા ટેકરી પર ચઢવા જેવું કંઈક બહાર આવ્યું છે; પ્રથમ તમારે ઊંચાઈ પર ચઢવું પડશે, પછી નીચે જવું પડશે, અને તે પછી જ વિખેરાઈ જવું પડશે (ફિગ. 42.1). આમ, સંક્રમણનો દર અને ઉત્પાદનના પ્રમાણસર છે - પ્રતિ પરમાણુઓની પ્રારંભિક સંખ્યા :

. (42.11)

અચળ એ અણુઓના જથ્થા અને અથડામણની આવર્તનનો સરવાળો છે; તે બાષ્પીભવનના કિસ્સામાં, સ્તરના ક્ષેત્રફળ અને જાડાઈનો ગુણાકાર કરીને મેળવી શકાય છે, પરંતુ અમે હવે આ કરીશું નહીં. હવે આપણને રુચિ છે તે હકીકત એ છે કે જ્યારે આ ગતિ સમાન હોય છે, ત્યારે તેમનો ગુણોત્તર એક સમાન હોય છે. આ સૂચવે છે કે, પહેલાની જેમ, , જ્યાં ક્રોસ સેક્શન, વેગ અને અન્ય પરિબળો છે જે સંખ્યાઓ પર આધારિત નથી.

ફિગ. 42.1. પ્રતિક્રિયામાં ઊર્જા ગુણોત્તર.

રસપ્રદ રીતે, પ્રતિક્રિયા દર હજુ પણ બદલાય છે , જો કે આ અચલનો હવે આપણે એકાગ્રતાની સમસ્યામાં જે એકનો સામનો કર્યો તેની સાથે કોઈ સંબંધ નથી; સક્રિયકરણ ઊર્જા ઊર્જાથી ઘણી અલગ છે. ઉર્જા પ્રમાણનું નિયમન કરે છે અને જેના પર સંતુલન સ્થાપિત થાય છે, પરંતુ જો આપણે તે ઝડપથી રૂપાંતરિત થાય છે કે કેમ તે જાણવા માંગીએ છીએ, તો તેને સંતુલન સાથે કોઈ લેવાદેવા નથી, અને બીજી ઊર્જા દેખાય છે, સક્રિયકરણ ઊર્જા, જે ઘાતાંકીયનો ઉપયોગ કરીને, દરને નિયંત્રિત કરે છે. પ્રતિક્રિયા.

તદુપરાંત, તે મૂળભૂત સ્થિરતા જેવું નથી. ધારો કે પ્રતિક્રિયા દિવાલની સપાટી પર અથવા અન્ય કોઈ સપાટી પર થાય છે, તો તેઓ તેના પર એવી રીતે ફેલાઈ શકે છે કે તેમાં સંયોજન કરવું તેમના માટે સરળ બાબત બની જશે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, તમે પર્વતમાંથી "ટનલ" ખોદી શકો છો અથવા પર્વતની ટોચને ફાડી શકો છો. ઊર્જાના સંરક્ષણને લીધે, આપણે ગમે તે રસ્તો અપનાવીએ, પરિણામ એ જ હશે: માંથી અને આપણને મળે છે, તેથી ઊર્જાનો તફાવત એ માર્ગ પર આધારિત નથી કે જેના પર એક પ્રતિક્રિયા છેજો કે, સક્રિયકરણ ઊર્જા આ પાથ પર ખૂબ જ નિર્ભર છે. આ કારણે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓના દરો એટલા સંવેદનશીલ છે બાહ્ય પરિસ્થિતિઓ. તમે જે સપાટી સાથે રીએજન્ટ સંપર્કમાં આવે છે તે બદલીને પ્રતિક્રિયા દર બદલી શકો છો, તમે "બેરલનો સમૂહ" બનાવી શકો છો અને જો તે સપાટીના ગુણધર્મો પર આધાર રાખે છે તો કોઈપણ ઝડપ પસંદ કરવા માટે તેનો ઉપયોગ કરી શકો છો. તમે પર્યાવરણમાં ત્રીજો પદાર્થ દાખલ કરી શકો છો જેમાં પ્રતિક્રિયા થાય છે; તે પ્રતિક્રિયાના દરને પણ મોટા પ્રમાણમાં બદલી શકે છે, આવા પદાર્થો થોડો ફેરફાર સાથે ક્યારેક પ્રતિક્રિયાના દરને ખૂબ પ્રભાવિત કરે છે; તેમને ઉત્પ્રેરક કહેવામાં આવે છે. ત્યાં વ્યવહારીક રીતે કોઈ પ્રતિક્રિયા ન હોઈ શકે, કારણ કે તે આપેલ તાપમાન માટે ખૂબ વધારે છે, પરંતુ જો તમે આ વિશિષ્ટ પદાર્થ - એક ઉત્પ્રેરક ઉમેરો છો, તો પ્રતિક્રિયા ખૂબ જ ઝડપથી આગળ વધે છે કારણ કે તે ઘટે છે, તેથી વિપરીત પ્રતિક્રિયાનો દર પ્રમાણસર છે અને સંતુલન સાંદ્રતા માટેના સૂત્રમાંથી બહાર નીકળી જાય છે. સંતુલન કાયદા (42.9) ની શુદ્ધતા, જે અમે પ્રથમ સ્થાને લખી છે, કોઈપણ સંભવિત પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિને ધ્યાનમાં લીધા વિના સંપૂર્ણપણે ખાતરી આપવામાં આવે છે!

રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓની ગતિશાસ્ત્ર

રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓનો દર.

પ્રતિક્રિયાનો દર એક રિએક્ટન્ટની દાઢ સાંદ્રતામાં ફેરફાર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:

V = ± (C 2 - C 1 ) / (t 2 - t 1 )) = ± (  સાથે /  t)

જ્યાં C 1 અને C 2 — સમયે પદાર્થોની દાઢ સાંદ્રતા t 1 અને ટી 2 અનુક્રમે (ચિહ્ન (+) - જો દર પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, તો સાઇન (-) - જો દર પ્રારંભિક પદાર્થ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે).

રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓના દરને અસર કરતા પરિબળો.

1. પ્રતિક્રિયા આપતા પદાર્થોની પ્રકૃતિ. રાસાયણિક બોન્ડની પ્રકૃતિ અને રીએજન્ટ પરમાણુઓની રચના મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. પ્રતિક્રિયાઓ ઓછા મજબૂત બોન્ડના વિનાશ અને મજબૂત બોન્ડ સાથે પદાર્થોની રચનાની દિશામાં આગળ વધે છે. આમ, પરમાણુઓમાં બોન્ડ તોડવા માટે એચ 2 અને N 2 ઉચ્ચ ઊર્જા જરૂરી છે; આવા પરમાણુઓ સહેજ પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે. અત્યંત ધ્રુવીય અણુઓમાં બોન્ડ તોડવા (HCl, H 2 ઓ) ઓછી ઉર્જા જરૂરી છે અને પ્રતિક્રિયા દર ખૂબ ઝડપી છે. ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સોલ્યુશનમાં આયનો વચ્ચેની પ્રતિક્રિયાઓ લગભગ તરત જ થાય છે.

ઉદાહરણો.

સામૂહિક કાર્યવાહીનો કાયદો (કે. ગુલ્ડબર્ગ, પી. વેજ, 1867).

રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાનો દર એ રિએક્ટન્ટ્સની સાંદ્રતાના ઉત્પાદનના સીધા પ્રમાણસર છે.

aA + bB + . . . . . .

V = k [A] a [બી] b . . .

રેટ કોન્સ્ટન્ટનો ભૌતિક અર્થ એ છે કે તે રિએક્ટન્ટ્સની એકમ સાંદ્રતા પર પ્રતિક્રિયા દરની બરાબર છે.

વિજાતીય પ્રતિક્રિયાઓ માટે, ઘન તબક્કાની સાંદ્રતા પ્રતિક્રિયા દરની અભિવ્યક્તિમાં શામેલ નથી.

3. તાપમાન. તાપમાનમાં દર 10 ° સે વધારા માટે, પ્રતિક્રિયા દર 2-4 ગણો વધે છે (વેન હોફનો નિયમ). જેમ તાપમાન ટી થી વધે છે 1 થી ટી 2 પ્રતિક્રિયા દરમાં ફેરફારની ગણતરી સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે:

(જ્યાં Vt 2 અને Vt 1 - તાપમાન પર પ્રતિક્રિયા દર t 2 અને ટી 1 અનુક્રમે; - આ પ્રતિક્રિયાના તાપમાન ગુણાંક).

k = A e -Ea/RT

જ્યાં

A એ પ્રતિક્રિયાશીલ પદાર્થોની પ્રકૃતિ પર આધાર રાખીને સ્થિર છે;

આર એ સાર્વત્રિક ગેસ સ્થિરાંક છે;

Ea એ સક્રિયકરણ ઊર્જા છે, એટલે કે. અથડામણને રાસાયણિક પરિવર્તન તરફ દોરી જવા માટે અથડાતા પરમાણુઓ પાસે ઊર્જા હોવી આવશ્યક છે.

રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાની ઊર્જા રેખાકૃતિ.

એ - રીએજન્ટ્સ, બી - સક્રિય સંકુલ (સંક્રમણ સ્થિતિ), સી - ઉત્પાદનો.

સક્રિયકરણ ઊર્જા Ea જેટલી વધારે છે, વધતા તાપમાન સાથે પ્રતિક્રિયા દર વધે છે.

4. પ્રતિક્રિયા આપતા પદાર્થોની સંપર્ક સપાટી. વિજાતીય પ્રણાલીઓ માટે (જ્યારે પદાર્થો એકત્રીકરણની જુદી જુદી સ્થિતિમાં હોય છે), સંપર્ક સપાટી જેટલી મોટી હોય છે, તેટલી ઝડપથી પ્રતિક્રિયા થાય છે. ઘન પદાર્થોનો સપાટી વિસ્તાર તેમને ગ્રાઇન્ડીંગ દ્વારા વધારી શકાય છે, અને દ્રાવ્ય પદાર્થો માટે તેને ઓગાળીને વધારી શકાય છે.

5. ઉત્પ્રેરક. પદાર્થો કે જે પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે અને તેની ગતિમાં વધારો કરે છે, પ્રતિક્રિયાના અંતે યથાવત રહે છે, તેને ઉત્પ્રેરક કહેવામાં આવે છે. ઉત્પ્રેરકની ક્રિયાની પદ્ધતિ મધ્યવર્તી સંયોજનોની રચનાને કારણે પ્રતિક્રિયાની સક્રિયકરણ ઊર્જામાં ઘટાડો સાથે સંકળાયેલ છે. સજાતીય ઉત્પ્રેરકમાં, રીએજન્ટ્સ અને ઉત્પ્રેરક એક તબક્કો બનાવે છે (એકત્રીકરણની સમાન સ્થિતિમાં હોય છે, તે વિવિધ તબક્કાઓ હોય છે (એકત્રીકરણની વિવિધ સ્થિતિમાં હોય છે). કેટલાક કિસ્સાઓમાં, પ્રતિક્રિયાના માધ્યમમાં અવરોધકો ઉમેરીને અનિચ્છનીય રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓની ઘટનાને ઝડપથી ધીમી કરી શકાય છે ("નકારાત્મક ઉત્પ્રેરક" ની ઘટના).

રાસાયણિક સંતુલન.

ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રતિક્રિયાઓ એ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ છે જે એક સાથે બે વિરુદ્ધ દિશામાં થાય છે.

રાસાયણિક સંતુલન એ એક સિસ્ટમની સ્થિતિ છે જેમાં આગળની પ્રતિક્રિયા (V1) નો દર વિપરીત પ્રતિક્રિયા (V) ના દર જેટલો હોય છે. 2 ). રાસાયણિક સંતુલનમાં, પદાર્થોની સાંદ્રતા યથાવત રહે છે. રાસાયણિક સંતુલન પ્રકૃતિમાં ગતિશીલ છે: આગળ અને વિપરીત પ્રતિક્રિયાઓ સંતુલન પર અટકતી નથી.

રાસાયણિક સંતુલનની સ્થિતિ માત્રાત્મક રીતે સંતુલન સ્થિરાંક દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે, જે સીધી રેખા સ્થિરાંકોનો ગુણોત્તર છે (K 1) અને વિપરીત (K 2) પ્રતિક્રિયાઓ.

પ્રતિક્રિયા mA + nB pC + dD માટે સંતુલન સ્થિરાંક બરાબર છે

K = K 1 /કે 2 = ([C] પી [ડી] ડી ) / ([એ] m [બી] n )

સંતુલન સ્થિરતા તાપમાન અને પ્રતિક્રિયાઓની પ્રકૃતિ પર આધારિત છે. સંતુલન સ્થિરતા જેટલું વધારે છે, તેટલું વધુ સંતુલન સીધી પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનોની રચના તરફ સ્થાનાંતરિત થાય છે.

સંતુલન શિફ્ટ કરવાની રીતો.

લે ચેટેલિયરનો સિદ્ધાંત. જો સંતુલન (એકાગ્રતા, તાપમાન, દબાણમાં ફેરફાર) માં હોય તેવી સિસ્ટમ પર બાહ્ય પ્રભાવ લાગુ કરવામાં આવે છે, તો તે બે વિરોધી પ્રતિક્રિયાઓમાંથી જે પણ આ પ્રભાવને નબળી પાડે છે તેની ઘટનાની તરફેણ કરે છે.

1. દબાણ. વધતા દબાણ (વાયુઓ માટે) સંતુલનને પ્રતિક્રિયા તરફ ખસેડે છે જે વોલ્યુમમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે (એટલે કે, ઓછા અણુઓની રચના).

2. તાપમાનમાં વધારો એ એન્ડોથર્મિક પ્રતિક્રિયા તરફ સંતુલન સ્થિતિને ખસેડે છે (એટલે કે ગરમીના શોષણ સાથે થતી પ્રતિક્રિયા તરફ)

3. પ્રારંભિક પદાર્થોની સાંદ્રતામાં વધારો અને પ્રતિક્રિયાના ક્ષેત્રમાંથી ઉત્પાદનોને દૂર કરવાથી સંતુલનને સીધી પ્રતિક્રિયા તરફ વળે છે. પ્રારંભિક પદાર્થોની સાંદ્રતામાં વધારો [A] અથવા [B] અથવા [A] અને [B]: V 1 > V 2 .

4. ઉત્પ્રેરક સંતુલન સ્થિતિને અસર કરતા નથી.