Konsantrasyonun kimyasal reaksiyon hızı üzerindeki etkisi

Reaksiyon hızının reaktanların konsantrasyonuna bağımlılığı şu şekilde formüle edilmiştir: kitlesel eylem kanunu: “ Sabit bir sıcaklıkta, bir kimyasal reaksiyonun hızı, stokiyometrik katsayılarına eşit güçlerdeki reaktanların konsantrasyonlarının çarpımı ile doğru orantılıdır.

Örneğin: mA + nB → pAB reaksiyonu için

Kütle eylem yasasının matematiksel ifadesi:

υ = k [A] m ∙ [B] n ( aksi takdirde – reaksiyonun kinetik denklemi),

burada [A] ve [B] reaktan A ve B'nin konsantrasyonlarıdır; m ve n stokiyometrik katsayılardır; k, hız sabiti adı verilen bir orantı katsayısıdır.

Hız sabitinin fiziksel anlamı, reaktanların 1,0 mol/l'ye eşit konsantrasyonlarında ([A] = [B] = 1 mol/l), kimyasal reaksiyonun hızının hız sabitine (υ = k) eşit olmasıdır. ). Hız sabiti yalnızca reaksiyona giren maddelerin doğasına ve sıcaklığa bağlıdır, ancak maddelerin konsantrasyonuna bağlı değildir.

Homojen ve heterojen sistemler için kütle etki yasasının matematiksel gösterimi bazı farklılıklara sahiptir. Heterojen reaksiyonlar için kinetik denklem, yalnızca sistemde çözelti veya gaz fazında bulunan maddelerin konsantrasyonlarını içerir. Katı haldeki maddelerin yüzeydeki konsantrasyonu reaksiyon sırasında sabit kalır, dolayısıyla değeri reaksiyon hızı sabitinde dikkate alınır.

Örneğin: homojen reaksiyon için 2H 2 (g) + Ö 2 (g) = 2H 2 Ö (g)

yasanın ifadesi: υ = k ∙ 2 ∙ ;

heterojen bir reaksiyon için C (tv) + O 2 (g) = C02 (g)

kanunun ifadesi υ = k eff ∙,

burada: k eff – k ∙'ye eşit etkin hız sabiti [C TV]

Görev

Başlangıç ​​maddelerinin konsantrasyonu iki katına çıktığında 2H 2 (g) + O 2 (g) = 2H 2 O (g) reaksiyonunun hızı nasıl değişecektir?

Çözüm

Reaksiyon hızının konsantrasyona bağımlılığı (kinetik denklem) şöyle yazılacaktır: υ = k ∙ 2 ∙

Başlangıç ​​maddelerinin konsantrasyonları 2 kat arttırılırsa kinetik denklem şu şekilde olur: υ" = k ∙ 2 ∙ , o zaman υ"/υ = 8 – bu reaksiyonun hızı 8 kat artmıştır.

Reaksiyon hızının basınca bağımlılığı, madde konsantrasyonları yerine reaksiyona giren gazların kısmi basınçlarının kullanıldığı kütle etki yasasına benzer bir ifadeyle açıklanmaktadır.

Örneğin: 2H 2 (g) + O 2 (g) = 2H 2 O (g) reaksiyonu için reaksiyon hızının basınca bağımlılığı şöyle yazılacaktır: υ = k ∙ PH 2 2 ∙ P O 2

Görev

CH 4 (g) + 2O 2 (g) = CO 2 (g) + 2H 2 O (g) sistemindeki toplam basınç, sistemdeki toplam basınç 5 kat azaltılırsa reaksiyon hızı nasıl değişecektir? ?

Çözüm

Reaksiyon hızının basınca bağımlılığı şu şekilde yazılacaktır:

υ = k ∙ P CH 4 ∙ P 2 Ö 2 . Sistemdeki toplam basınç azaldıkça her bir gazın kısmi basıncı da azalacaktır, yani υ" = k ∙ P CH 4 /5 ∙ (P O 2 /5) 2. O halde υ"/υ = 1/ 5∙5 2 =1 /125 - reaksiyon hızı 125 kat azaldı

Basınç, gazların konsantrasyonlarını doğrudan belirlediği için gazlarla ilgili reaksiyonların hızını büyük ölçüde etkiler.

Mendeleev-Clapeyron denkleminde:

onu taşıyacağız V sağ tarafa ve RT- sola ve bunu dikkate alın n/V = c:

Bir gazın basıncı ve molar konsantrasyonu doğru orantılıdır. Bu nedenle, yoğunlaşma yerine kitlesel eylem yasasının yerine p/RT'yi koyabiliriz.

Basıncın kimyasal reaksiyon hızı üzerindeki etkisi

Zincir reaksiyonları mekanizmalarına aynı türden (zincir) ardışık olarak tekrarlanan birçok temel eylemi içerir.

Tepkiyi düşünün:

Tüm zincir reaksiyonlarında ortak olan aşağıdaki aşamalardan oluşur:

1) Başlatma veya zincir başlatma

Klor molekülünün atomlara (radikallere) ayrışması UV ışınlaması veya ısıtma sırasında meydana gelir. Başlatma aşamasının özü aktif, reaktif parçacıkların oluşumudur.

2) Zincir geliştirme

Cl + H2 = HC1 + H

H + Cl2 = HCl + Cl

Zincir gelişiminin her temel eyleminin bir sonucu olarak, yeni bir klor radikali oluşur ve bu aşama teorik olarak reaktifler tamamen tükenene kadar tekrar tekrar tekrarlanır.

• 3) Rekombinasyon veya açık devre
• 2Cl = Cl2
• 2H = H2

H + Cl = HC1

Yakında bulunan radikaller yeniden birleşerek kararlı bir parçacık (molekül) oluşturabilir. Fazla enerjiyi “üçüncü bir parçacığa” (örneğin bir kabın duvarlarına veya yabancı madde moleküllerine) verirler.

Söz konusu zincirleme reaksiyon dallanmamışçünkü temel zincir geliştirme eyleminde radikallerin sayısı artmaz. Hidrojenin oksijenle zincirleme reaksiyonu dallanmış, Çünkü Zincir gelişiminin temel eylemindeki radikallerin sayısı artar:

H + O2 = OH + O

O· + H2 = OH· + H·

OH + H2 = H2O + H

Yanma reaksiyonlarının çoğu dallanmış zincir reaksiyonlarıdır. Serbest radikallerin sayısında kontrolsüz bir artış (hem zincir dallanmasının bir sonucu olarak hem de çok hızlı başlatma durumunda dallanmamış reaksiyonlar nedeniyle), reaksiyonun güçlü bir şekilde hızlanmasına ve bir patlamaya yol açabilir. Görünüşe göre basınç ne kadar büyükse, radikallerin konsantrasyonu da o kadar yüksek ve patlama olasılığı da o kadar yüksek. Ancak aslında hidrojenin oksijenle reaksiyonu için patlama yalnızca belirli basınç bölgelerinde mümkündür: 1 ila 100 mm Hg arası. ve 1000 mm Hg'nin üzerinde. Bu reaksiyon mekanizmasından kaynaklanmaktadır. Düşük basınçta ortaya çıkan radikallerin çoğu kabın duvarlarında yeniden birleşir ve reaksiyon yavaş ilerler. Basınç 1 mm Hg'ye yükseldiğinde. radikaller duvarlara daha az ulaşıyor çünkü moleküllerle daha sık reaksiyona girer. Bu reaksiyonlarda radikaller çoğalır ve patlama meydana gelir. Ancak 100 mm Hg'nin üzerindeki basınçta. Maddelerin konsantrasyonları o kadar artar ki, üçlü çarpışmalar (örneğin bir su molekülü ile) sonucunda radikallerin rekombinasyonu başlar ve reaksiyon, patlama olmadan (sabit akış) sakin bir şekilde ilerler. 1000 mm Hg'nin üzerinde. konsantrasyonlar çok yüksek hale gelir ve üçlü çarpışmalar bile radikallerin çoğalmasını önlemek için yeterli değildir.

Uranyum-235'in fisyonunun dallanmış zincir reaksiyonunu biliyorsunuz; her temel eylemde 1 nötron yakalanır (bir radikal rolü oynar) ve 3'e kadar nötron yayılır. Koşullara bağlı olarak (örneğin nötron soğurucularının konsantrasyonuna bağlı olarak), sabit bir akışa sahip olması veya patlaması da mümkündür. Bu, kimyasal ve nükleer süreçlerin kinetiği arasındaki korelasyonun bir başka örneğidir.

Sistemdeki basıncın 3 kat artması, sistemin hacminin 3 kat azalmasına eşdeğerdir. Bu durumda reaktanların konsantrasyonu 3 kat artacaktır. Kütle etki kanununa göre ilk tepkime hızı:

Basıncı 3 kat artırdıktan sonra NO ve O2 konsantrasyonları 3 kat artacak ve reaksiyon hızı, basınç şuna eşit olacaktır:

Son reaksiyon basıncı oranının başlangıç ​​basıncına oranı reaksiyon hızı basıncı Basınçtaki bir değişiklikten sonra reaksiyon hızının nasıl değişeceğini gösterir.

Bu nedenle, elde ederiz reaksiyon hızı basıncı:

Cevap:

reaksiyon hızı 27 kat artacaktır.

1. Öncelikle: 2NO + O2 = 2NO2 ve sizin yazdığınız gibi değil.

   Basınç, gazların konsantrasyonlarını doğrudan belirlediği için gazlarla ilgili reaksiyonların hızını büyük ölçüde etkiler.
   Le Chatelier ilkesine göre, basınçtaki bir artış (gazlar için) dengeyi hacimde bir azalmaya (yani daha az molekül oluşumuna) yol açan bir reaksiyona doğru kaydırır; bu bizim durumumuzda DIRECT reaksiyonunun hızının artacağı anlamına gelir. arttırmak.

   Homojen bir ortamda sabit bir sıcaklıkta meydana gelen kimyasal reaksiyonların hızı, reaksiyona giren maddelerin konsantrasyonlarının stokiyometrik katsayılarının gücüne yükseltilmesiyle doğru orantılıdır.

   Basınç değişmeden önce reaksiyon kinetik denklemle tanımlanır:
   V1 = k *2 · ;
   Basınç 4 kat arttığında reaktiflerin konsantrasyonu 4 kat artacaktır. Basıncı 4 kat arttırdıktan sonra reaksiyon kinetik denklemle tanımlanır:
   V2 = k(4)*2 · 4= 64k *2 · ;
   P2=4P1'de reaksiyon hızındaki değişimi bulun:
   V2 / V1 = 64

   Hız 64 kat artacak.

2. V1=k*C(N2)*C(H2)^3
   2/ V2=k*C(N2)*(xC(H2))^3, burada x, hidrojen konsantrasyonunun kaç kat arttırılması gerektiğini gösteren bir sayıdır
   3. V2/V1=100, buradan itibaren x^3=100, x=4,65
   cevap: hidrojen konsantrasyonu 4,65 kat arttırılmalıdır
3. Reaksiyon hızı N2+ 3H2 = 2NH3 şu formülle hesaplanır: v = K**^3,
   reaktanların konsantrasyonlarının denklemdeki katsayılara eşit olduğu yer. Bu, onu 3'üncü kuvvete yükseltmemiz gerektiği anlamına gelir:
   2^3 = 8 hız o kadar artacaktır
4. basıncı hızın 3 katı kadar artırın basit reaksiyonlar 2NO+O2=2NO2 artacak 1) 3 kat 2) 9 kat... 4) 18 kat 2. Sıcaklık katsayısı reaksiyonlar 2'ye eşit. 20 dereceden 50 hıza ısıtıldığında reaksiyonlar artar 1) 2 kat 2) 4 kat 3) 6 kat 4) 8 kat 3. Basınç değişimi hızı etkiler Kimyasal reaksiyon 1)... ve potasyum hidroksit arasında 4. katalitik prosesleri ifade eder reaksiyon 1) sodyum ve su 2) büten-1 ve su... ve su 4) bakır oksit (2) ve hidrojen arasında 5. hız reaksiyonlar Sülfürik asit çözeltisi ile çinko bağımlı değildir... akışlar reaksiyon 1)Ag+Cl 2)Fe+O2 3)N2+O2 4)Cl2+Fe 9. Her 10 santigrat derece hızda ısıtıldığında
5. aA + bB = cC + dD
   Bu denklemde küçük harfler stokiyometrik katsayıları, büyük harfler ise maddelerin formüllerini göstermektedir. Bu genel durum için ileri reaksiyonun hızı aşağıdaki denklemle verilir:
   Vpr = k1()
   b) K= /(*)
   c) Teorik olarak yazılacak bir şey yoktur çünkü sistemde gaz halindeki maddeler yoktur.
   d)K=

   Gazlı sistemler için bir reaksiyonun kinetik denklemini yazarken, sistemdeki basınçtaki değişim konsantrasyondaki değişime benzer olduğundan konsantrasyon (C) yerine reaktanların basıncı (P) yazılır. Sistemdeki basıncın artması, sistemin hacminde aynı miktarda azalmaya neden olurken, birim hacim başına reaktiflerin konsantrasyonu da aynı şekilde artar. Basınç azaldıkça sistemin hacmi artar ve buna bağlı olarak birim hacim başına konsantrasyon da azalır.

   Sorunlara örnekler ve çözümler.

   Örnek 1.

   Birinci reaksiyonun sonucunda birim hacim başına birim zamanda 9 g su buharı ve ikinci reaksiyonun sonucunda 3.65 g hidrojen klorür oluştuğunda hangi reaksiyonun hızı daha büyük olur?

   Bir reaksiyonun hızı, birim zamanda birim hacim başına oluşan bir maddenin mol sayısıyla ölçülür. Suyun molar kütlesi Hidrojen klorürün molar kütlesi o zaman ilk reaksiyonun hızı,

   Mol/l×s,

   ve ikinci reaksiyonun hızı

   irade mol/l.

   Su buharı oluşum hızı daha yüksektir çünkü su buharı oluşumunun mol sayısı, hidrojen klorür oluşumunun mol sayısından daha fazladır.

   Örnek 2.

   A ve B maddeleri arasındaki reaksiyon şu denklemle ifade edilir: A+2B®C. A maddesinin başlangıç ​​konsantrasyonu 0,3 mol/l, B maddesi ise 0,5 mol/l'dir. Hız sabiti 0,4'tür. A maddesinin konsantrasyonu 0,1 mol/l azaldığında bir süre sonra reaksiyon hızını belirleyin.

   A maddesinin konsantrasyonu 0,1 mol/l azaldı. Bu nedenle, reaksiyon denklemine dayanarak, B maddesinin önünde 2 katsayısı olduğundan B maddesinin konsantrasyonu 0,2 mol/l azaldı. Daha sonra A maddesinin konsantrasyonu bir süre sonra 0,3-0,1 = 0,2 mol'e eşit olacaktır. / l ve B konsantrasyonu 0,5-0,2 = 0,3 mol/l'dir.

   Reaksiyon hızını belirleyin:

   Mol/l×s

   Örnek 3.

   NO konsantrasyonu 3 kat arttırılırsa reaksiyon hızı nasıl değişir? Kütle etki yasasına göre reaksiyon hızının ifadesini yazıyoruz:

   .

   NO konsantrasyonu 3 kat arttığında reaksiyon hızı şöyle olacaktır:

   
   
   

   

   Reaksiyon hızı 9 kat artacaktır.

   Örnek 4.

   Reaksiyon hızının nasıl değişeceğini belirleyin sistemdeki basıncı 2 kat artırırsanız.

   Sistemdeki basıncın 2 kat artması sistemin hacminde 2 kat azalmaya neden olurken, reaksiyona giren maddelerin konsantrasyonları 2 kat artacaktır.

   Kütle etki yasasına göre ilk reaksiyon hızını yazıyoruz ve basınçta 2 kat artışla:

   , .

   Reaksiyon hızı 8 kat artacaktır.

   Örnek 5.

   A+3B=2C sistemindeki A ve B maddelerinin başlangıç ​​derişimlerini hesaplayın; eğer A maddelerinin denge derişimleri 0,1 mol/l, B maddeleri 0,2 mol/l, C maddeleri 0,7 mol/l ise.

   Oranı reaksiyon denklemine göre oluşturarak reaksiyona harcanan A maddesinin konsantrasyonunu buluruz:

   1 mol/l A'dan elde edilen 2 mol/l C,

   0,7 mol/l C®x mol/l × A.

   mol/l A.

   Bu nedenle A maddesinin başlangıç ​​konsantrasyonu:

   

   0,1 + 0,35 = 0,45 mol/l.

   Reaksiyonda harcanan B maddesinin konsantrasyonunu bulun.

   Oranı reaksiyon denklemine göre oluşturuyoruz:

   3 mol/l B'den elde edilen 2 mol/l C

   0,7 mol/l C ® x mol/l B

   x=mol/l A.

   O halde B maddesinin başlangıç ​​konsantrasyonu:

   

   mol/l.

   Örnek 6.

   40 0 C sıcaklıkta 0,5 mol/l A maddesi oluştu. Sıcaklık 80 0 C'ye çıkarılırsa kaç mol/l A oluşur? Reaksiyonun sıcaklık katsayısı 2'dir.

   Van't Hoff kuralını kullanarak 80 0 C'deki reaksiyon hızının ifadesini yazıyoruz:

   .

   Bu problemleri denklemde yerine koyarsak şunu elde ederiz:

   80 0 C'de 8 mol/l A maddesi oluşur.

   Örnek 7.

   Aktivasyon enerjisi 191 kJ/mol olan bir reaksiyonun sıcaklık 330 K'den 400 K'ye çıktığında hız sabitindeki değişimi hesaplayın.

   Problem koşulu için Arrhenius denklemini yazalım:

   

   burada R, 8,32 J/k(K×mol)'e eşit evrensel gaz sabitidir.

   

   hız sabitindeki değişimin olacağı yer:

   Test görevleri

   61. Kimyasal reaksiyon hızı

   2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g)

   reaktantların =0,3 mol/1 ve =0,15 mol/l konsantrasyonlarında 1,2·10-3 mol/(l·s) idi. Reaksiyon hız sabitinin değerini bulun.

   62. Sistemdeki reaksiyon hızının 30 kat (=2,5) artması için sistemin sıcaklığı kaç derece artırılmalıdır?

   63. Sistemdeki karbon monoksit konsantrasyonu kaç kat arttırılmalıdır?

   2CO = CO2+ C,

   yani reaksiyon hızı 4 kat artar mı?

   64. NO2 oluşumunun reaksiyon hızının reaksiyona uygun olması için basınç kaç kat arttırılmalıdır?

   1000 kat mı arttı?

   65. Reaksiyon denkleme göre ilerler

   2NO(g) + Cl2(g) = 2NOCl(g).

   Reaksiyonun başlamasından önce başlangıç ​​maddelerinin konsantrasyonları şöyleydi: =0,4 mol/l; =0,3 mol/l. Nitrik oksidin yarısının reaksiyona girme zamanı olduğu anda reaksiyon hızı ilkine kıyasla kaç kez değişecek?

   66. =3,2 ise, sıcaklık 40°C arttığında kimyasal reaksiyonun hız sabiti kaç kat artar?

   67. Homojen bir sistemde meydana gelen kimyasal reaksiyonun hızı için denkleme göre bir ifade yazınız.

   ve aşağıdaki durumlarda bu reaksiyonun hızının kaç kat artacağını belirleyin:

   a) A konsantrasyonu 2 kat azalacaktır;

   b) A konsantrasyonu 2 kat artacaktır;

   c) B konsantrasyonu 2 kat artacaktır;

   d) her iki maddenin konsantrasyonu 2 kat artacaktır.

   68. Sistemdeki hidrojen konsantrasyonu kaç kat artırılmalıdır?

   N2 + 3H2= 2NH3,

   yani reaksiyon hızı 100 kat mı artar?

   69. 100 C'de hız sabiti 0,0006 ve 150 C'de 0,072 ise reaksiyon hızının sıcaklık katsayısını hesaplayın.

   70. Nitrik oksit (II) ile klor arasındaki reaksiyon aşağıdaki denkleme göre ilerler:

   2NO + Cl2= 2NOCl.

   Reaksiyon hızı arttıkça nasıl değişir:

   a) nitrik oksit konsantrasyonu 2 katıdır;

   b) klor konsantrasyonu 2 kez;

   c) Her iki maddenin derişimleri 2 katı mıdır?

   KİMYASAL DENGE

   Problem çözme örnekleri

   Kimyasal denge, ileri ve geri kimyasal reaksiyonların hızlarının eşit olduğu ve reaksiyona giren maddelerin konsantrasyonlarının zamanla değişmediği bir sistem durumudur.

   Kimyasal dengenin niceliksel bir özelliği denge sabitidir. Sabit bir sıcaklıkta denge sabiti, reaksiyon ürünlerinin denge konsantrasyonlarının ürününün stokiyometrik katsayılarının güçleri olarak alınan başlangıç ​​maddelerinin denge konsantrasyonlarının ürününe oranına eşittir ve sabit bir değerdir.

   Genel olarak homojen bir reaksiyon için mA+ nB« pC+qD

   denge sabiti:

   Bu denklemi tersinir bir reaksiyon için kütle etki yasasıyla ifade ediyoruz.

   Dış koşullar değiştiğinde, kimyasal dengede bir değişiklik meydana gelir ve bu, başlangıç ​​maddelerinin ve reaksiyon ürünlerinin denge konsantrasyonlarındaki bir değişiklikle ifade edilir. Denge kaymasının yönü Le Chatelier ilkesine göre belirlenir: Dengedeki bir sisteme dış bir etki uygulanırsa, o zaman denge, dış etkiyi zayıflatacak yönde kayar.

   Kimyasal denge, reaksiyona giren maddelerin konsantrasyonu, sıcaklık ve basınçtaki değişikliklerin etkisiyle değişebilir.

   Başlangıç ​​maddelerinin konsantrasyonundaki bir artışla denge, Le Chatelier ilkesine göre reaksiyon ürünlerine doğru ve ürünlerin konsantrasyonlarındaki artışla başlangıç ​​​​maddelerine doğru kayacaktır.

   Sıcaklık değiştiğinde (arttığında), denge, ısının emilmesiyle meydana gelen endotermik reaksiyona (DH> 0) doğru kayar; İleri reaksiyonun hızı artar ve denge reaksiyon ürünlerine doğru kayar. Ekzotermik reaksiyon olması durumunda (DH > 0), sıcaklık arttıkça ters reaksiyonun hızı artacak, bu da ısının emilmesini sağlayacak ve denge başlangıç ​​maddeleri yönüne kayacaktır.

   Reaksiyon gaz halindeki maddeleri içeriyorsa, o zaman kimyasal denge, basınç değiştirilerek değiştirilebilir. Basınçtaki bir artış, reaktanların konsantrasyonundaki bir artışa eşdeğerdir. Basınç arttıkça denge, daha az mol gazlı madde içeren bir reaksiyona doğru ve basınç azaldıkça daha fazla sayıda mol gazlı madde içeren bir reaksiyona doğru kayar.

   Örnek 1.

   Denge konsantrasyonları A = 0,1 mol/l, B = 0,2 mol/l, C = 0,7 mol/l ise, A + 3B «2C homojen sisteminde A ve B maddelerinin başlangıç ​​konsantrasyonlarını hesaplayın.

   Bir maddenin başlangıç ​​konsantrasyonunun, denge konsantrasyonu ile reaksiyonda harcanan konsantrasyonun toplamına eşit olduğu bilinmektedir; tepki gösterdi:

   Bunu bulmak için A maddesinin ne kadar reaksiyona girdiğini bilmeniz gerekir.

   Oranı reaksiyon denklemine göre oluşturarak hesaplıyoruz:

   1 mol/l A'dan elde edilen 2mol/l C

   0,7 mol/l C ––––––––x mol/l A,

   x= (0,7×1)/2= 0,35 mol/l

   

   B maddesinin başlangıç ​​konsantrasyonunu hesaplıyoruz:

   

   Bunu bulmak için bir orantı oluşturalım:

   3 mol/l B'den elde edilen 2 mol/l C

   0,7 mol/l C –––––––––––––x mol/l B

   x = (0,7×3)/2 = 1,05 mol/l

   O halde başlangıç ​​konsantrasyonu B:

   Örnek 2.

   Maddelerin başlangıç ​​konsantrasyonlarının: A = 1 mol/l, B = 5 mol/l olması koşuluyla, A + B "C + D sistemindeki maddelerin denge konsantrasyonlarını hesaplayın. Denge sabiti 1'dir.

   A maddesinin denge zamanına kadar mollerinin reaksiyona girdiğini varsayalım. Reaksiyon denklemine göre denge konsantrasyonları şöyle olacaktır:

   ;

   Çünkü B maddesinin reaksiyon denklemine göre A maddesinin reaksiyona girdiği miktarla aynı miktarda reaksiyon almıştır.

   Denge konsantrasyonlarının değerlerini denge sabitine koyarız ve x'i buluruz.

   

   Daha sonra:

   

   Örnek 3.

   Sistemde bir denge kurulmuştur: 2AB+B 2 “2AB; DH > 0.

   Sıcaklık azaldıkça denge hangi yöne kayar?

   Bu doğrudan reaksiyon endotermiktir, yani. ısının emilmesiyle birlikte gider, bu nedenle sistemdeki sıcaklık azaldığında Le Chatelier ilkesine göre denge sola, ekzotermik olan ters reaksiyona doğru kayacaktır.

   Örnek 4.

   A + B « AB sisteminin dengesi aşağıdaki madde konsantrasyonlarında kurulmuştur: C (A) = C ( B) = C ( AB) = 0,01 mol/l. Maddelerin denge sabitini ve başlangıç ​​derişimlerini hesaplayın. 72. Sistemdeki nitrojen (II) oksit ve klorun başlangıç ​​konsantrasyonları

   2NO + Cl2 2NOCl

   sırasıyla 0,5 mol/l ve 0,2 mol/l'dir. Denge oluştuğunda 20 nitrik oksit reaksiyona girmişse denge sabitini hesaplayın.

   73. Belirli bir sıcaklıkta, tersinir bir kimyasal reaksiyonun reaktiflerinin denge konsantrasyonları

   2A(g)+B(g) 2C(g)

   [A]=0,04 mol/l, [B]=0,06 mol/l, [C]=0,02 mol/l idi. A ve B maddelerinin denge sabitini ve başlangıç ​​derişimlerini hesaplayın.

   74. Belirli bir sıcaklıkta sistemdeki denge konsantrasyonları

   sırasıyla: = 0,04 mol/l, = 0,06 mol/l,

   0,02 mol/l. Denge sabitini ve başlangıç ​​bağıntısını hesaplayın.

   kükürt (IV) oksit ve oksijen konsantrasyonu.

   75. Sistem dengede olduğunda

   ilgili maddelerin konsantrasyonları şöyleydi: = 0,3 mol/l;

   76. = =0,9 mol/l;

   = 0,4 mol/l. Basıncın 5 kat artması durumunda ileri ve geri reaksiyonların oranlarının nasıl değişeceğini hesaplayın. Denge hangi yöne değişecek?

   Tersinir bir reaksiyonun denge sabitini hesaplayın

   77. 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g),

   denge konsantrasyonu = 0,04 mol/l ve maddelerin başlangıç ​​konsantrasyonları = 1 mol/l, = 0,8 mol/l ise.

   Sistemin dengesi

   78. CO + Cl2 COCl2,

   aşağıdaki reaktan konsantrasyonlarında oluşturulmuştur: [CO] = =[Cl2] = = 0,001 mol/l. Denge sabitini ve karbon monoksit ve klorun başlangıç ​​konsantrasyonlarını belirleyin.

   Karbon monoksit (II) ve su buharının başlangıç ​​konsantrasyonları eşittir ve 0,03 mol/l tutarındadır. Sistemdeki CO, H2O ve H2'nin denge konsantrasyonlarını hesaplayın

   79. CO + H2O CO2+ H2,

   CO2'nin denge konsantrasyonu 0,01 mol/l'ye eşitse. Denge sabitini hesaplayın.

   80. Sistemdeki hidrojenin denge konsantrasyonunu belirleyin

   HJ'nin başlangıç ​​konsantrasyonu 0,05 mol/1 ve denge sabiti K = 0,02 ise.

   Sistem denge sabiti

   CO + H2O CO2+ H2

   belirli bir sıcaklıkta 1'e eşittir. CO ve H2O'nun başlangıç ​​konsantrasyonları 1 mol/l ise, dengedeki karışımın yüzde bileşimini hesaplayın. Maddelerin reaksiyona girebilmesi için moleküllerinin çarpışması gerekir. Kalabalık bir caddede iki kişinin çarpışma olasılığı, ıssız bir caddeye göre çok daha yüksektir. Moleküller için de aynısı geçerli. Açıkçası, soldaki şekilde moleküllerin çarpışma olasılığı sağdakinden daha yüksektir. Birim hacim başına reaktif moleküllerinin sayısıyla doğru orantılıdır, yani. reaktiflerin molar konsantrasyonları. Bu bir model kullanılarak gösterilebilir. :

   19. yüzyılın ortalarında. (1865 - N.N. Beketov, 1867 - K. Guldberg, P. Waage) kimyasal kinetiğin temel önermesi, aynı zamanda denir kitlesel eylem kanunu Kütle hareket yasasının ifadesindeki n, m sayılarına denir reaksiyon emirleri, İlgili maddeler için. Bunlar deneysel olarak belirlenmiş miktarlardır. Üslerin toplamı N M .

   isminde genel reaksiyon sırası Genel durumda A ve B konsantrasyonlarındaki derecelerin stokiyometrik katsayılara eşit değil tepki olarak! Yalnızca reaksiyon tam olarak yazıldığı gibi ilerlerse sayısal olarak eşit olurlar (bu tür reaksiyonlara denir) basit veya

   temel reaksiyon hızı sabiti . Belirli bir sıcaklıkta belirli bir reaksiyon için reaksiyon hız sabitinin değeri sabittir.

   *Kütle etkisi kanunu katıların konsantrasyonlarını içermez, çünkü katılarla reaksiyonlar, maddenin “konsantrasyonunun” sabit olduğu yüzeylerinde gerçekleşir.

   C televizyon +O 2 =CO 2 , v=k[C] İlgili maddeler için. Bunlar deneysel olarak belirlenmiş miktarlardır. Üslerin toplamı reaksiyon emirleri =k" reaksiyon emirleri ; k"=k[C] İlgili maddeler için. Bunlar deneysel olarak belirlenmiş miktarlardır. Üslerin toplamı

   Basıncın kimyasal reaksiyon hızı üzerindeki etkisi.

   Basınç, gazların konsantrasyonlarını doğrudan belirlediği için gazlarla ilgili reaksiyonların hızını büyük ölçüde etkiler.

   Mendeleev-Clapeyron denkleminde:

   pV =reaksiyon emirleriRT

   onu taşıyacağız V sağ tarafa ve RT- sola ve bunu dikkate alın reaksiyon emirleri/V = c:

   p/RT = c

   Bir gazın basıncı ve molar konsantrasyonu doğru orantılıdır. Bu nedenle, yoğunlaşma yerine kitlesel eylem yasasının yerine p/RT'yi koyabiliriz.

   

   Basıncın kimyasal reaksiyon hızı üzerindeki etkisi. (Ek malzeme).

   Zincir reaksiyonları mekanizmalarına aynı türden (zincir) ardışık olarak tekrarlanan birçok temel eylemi içerir.

   Tepkiyi düşünün:

   H 2 + Cl 2 = 2HCl

   Tüm zincir reaksiyonlarında ortak olan aşağıdaki aşamalardan oluşur:

   1) Başlatma veya zincir başlatma

   Cl 2 = 2Cl

   Klor molekülünün atomlara (radikallere) ayrışması UV ışınlaması veya ısıtma sırasında meydana gelir. Başlatma aşamasının özü aktif, reaktif parçacıkların oluşumudur.

   2) Zincir geliştirme

   Cl+H 2 = HC1 + HH+Cl 2 = HC1 + Cl

   Zincir gelişiminin her temel eyleminin bir sonucu olarak, yeni bir klor radikali oluşur ve bu aşama teorik olarak reaktifler tamamen tükenene kadar tekrar tekrar tekrarlanır.

   3) Rekombinasyon veya açık devre

   2Cl = Cl 2 2H = H 2 H + Cl = HC1

   Yakında bulunan radikaller yeniden birleşerek kararlı bir parçacık (molekül) oluşturabilir. Fazla enerjiyi “üçüncü bir parçacığa” (örneğin, bir kabın duvarlarına veya yabancı madde moleküllerine) verirler.

   Dikkate alınan zincirleme reaksiyon dallanmamış çünkü zincir gelişiminin temel eyleminde radikallerin sayısı artmaz . Hidrojenin oksijenle zincir reaksiyonu dır-dir dallanmış , Çünkü Zincir gelişiminin temel eylemindeki radikallerin sayısı artar :

   H + Ö 2 = OH + OÇ + H 2 = OH + HOH + H 2 =H 2 O+H

   Dallanmış zincir reaksiyonları birçok yanma reaksiyonunu içerir. Serbest radikallerin sayısında kontrolsüz bir artış (hem zincir dallanmasının bir sonucu olarak hem de çok hızlı başlatma durumunda dallanmamış reaksiyonlar için), reaksiyonun güçlü bir şekilde hızlanmasına ve bir patlamaya yol açabilir.

   Görünüşe göre basınç ne kadar büyükse, radikallerin konsantrasyonu da o kadar yüksek ve patlama olasılığı da o kadar yüksek. Ancak aslında hidrojenin oksijenle reaksiyonu için patlama yalnızca belirli basınç bölgelerinde mümkündür: 1 ila 100 mm Hg arası. ve 1000 mm Hg'nin üzerinde. Bu reaksiyon mekanizmasından kaynaklanmaktadır. Düşük basınçta ortaya çıkan radikallerin çoğu kabın duvarlarında yeniden birleşir ve reaksiyon yavaş ilerler. Basınç 1 mm Hg'ye yükseldiğinde. radikaller duvarlara daha az ulaşıyor çünkü moleküllerle daha sık reaksiyona girer. Bu reaksiyonlarda radikaller çoğalır ve patlama meydana gelir. Ancak 100 mm Hg'nin üzerindeki basınçta. Maddelerin konsantrasyonları o kadar artar ki, üçlü çarpışmalar (örneğin bir su molekülü ile) sonucunda radikallerin rekombinasyonu başlar ve reaksiyon, patlama olmadan (sabit akış) sakin bir şekilde ilerler. 1000 mm Hg'nin üzerinde. konsantrasyonlar çok yüksek hale gelir ve üçlü çarpışmalar bile radikallerin çoğalmasını önlemek için yeterli değildir.

   Uranyum-235'in fisyonunun dallanmış zincir reaksiyonunu biliyorsunuz; her temel eylemde 1 nötron yakalanır (bir radikal rolü oynar) ve 3'e kadar nötron yayılır. Koşullara bağlı olarak (örneğin nötron soğurucularının konsantrasyonuna bağlı olarak), sabit bir akışa sahip olması veya patlaması da mümkündür. Bu, kimyasal ve nükleer süreçlerin kinetiği arasındaki korelasyonun bir başka örneğidir.