La velocità di una reazione chimica dipende da molti fattori, tra cui la natura dei reagenti, la concentrazione dei reagenti, la temperatura e la presenza di catalizzatori. Consideriamo questi fattori.

1). La natura dei reagenti. Se c'è un'interazione tra sostanze con un legame ionico, la reazione procede più velocemente che tra sostanze con un legame covalente.

2.) Concentrazione dei reagenti. Perché avvenga una reazione chimica, le molecole dei reagenti devono scontrarsi. Cioè, le molecole devono avvicinarsi così tanto l'una all'altra che gli atomi di una particella subiscono l'azione dei campi elettrici dell'altra. Solo in questo caso saranno possibili le transizioni degli elettroni e i corrispondenti riarrangiamenti degli atomi, a seguito dei quali si formano molecole di nuove sostanze. Pertanto, la velocità delle reazioni chimiche è proporzionale al numero di collisioni che si verificano tra le molecole e il numero di collisioni, a sua volta, è proporzionale alla concentrazione dei reagenti. Sulla base del materiale sperimentale, gli scienziati norvegesi Guldberg e Waage e, indipendentemente da loro, lo scienziato russo Beketov nel 1867 formularono la legge fondamentale della cinetica chimica: legge dell'azione di massa(ZDM): a temperatura costante, la velocità di una reazione chimica è direttamente proporzionale al prodotto delle concentrazioni dei reagenti per la potenza dei loro coefficienti stechiometrici. Per il caso generale:

la legge dell'azione di massa ha la forma:

Viene chiamata la legge di azione di massa per una data reazione l'equazione cinetica principale della reazione. Nell'equazione cinetica di base, k è la costante di velocità di reazione, che dipende dalla natura dei reagenti e dalla temperatura.

La maggior parte delle reazioni chimiche sono reversibili. Nel corso di tali reazioni, i loro prodotti, man mano che si accumulano, reagiscono tra loro per formare le sostanze di partenza:

Velocità di reazione diretta:

Tasso di feedback:

Al momento dell'equilibrio:

Da qui, la legge delle masse agenti in stato di equilibrio assumerà la forma:

dove K è la costante di equilibrio della reazione.

3) L'effetto della temperatura sulla velocità di reazione. La velocità delle reazioni chimiche, di regola, aumenta quando la temperatura viene superata. Consideriamo questo usando l'esempio dell'interazione dell'idrogeno con l'ossigeno.

2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O

A 20 0 C, la velocità di reazione è quasi zero e ci vorrebbero 54 miliardi di anni perché l'interazione passi del 15%. A 500 0 C, ci vogliono 50 minuti per formare acqua, ea 700 0 C, la reazione procede istantaneamente.

Viene espressa la dipendenza della velocità di reazione dalla temperatura regola di van't Hoff: con un aumento della temperatura di 10 circa la velocità di reazione aumenta di 2 - 4 volte. La regola di Van't Hoff è scritta:

4) Influenza dei catalizzatori. La velocità delle reazioni chimiche può essere controllata da catalizzatori- sostanze che cambiano la velocità della reazione e rimangono invariate dopo la reazione. La variazione della velocità di una reazione in presenza di un catalizzatore si chiama catalisi. Distinguere positivo(la velocità di reazione aumenta) e negativo(la velocità di reazione diminuisce) catalisi. A volte il catalizzatore si forma durante la reazione, tali processi sono chiamati autocatalitici. Distinguere tra catalisi omogenea ed eterogenea.

A omogeneo Nella catalisi, il catalizzatore e i reagenti sono nella stessa fase. Per esempio:

A eterogeneo Nella catalisi, il catalizzatore e i reagenti si trovano in fasi diverse. Per esempio:

La catalisi eterogenea è associata a processi enzimatici. Tutti i processi chimici che avvengono negli organismi viventi sono catalizzati da enzimi, che sono proteine ​​con determinate funzioni specializzate. Nelle soluzioni in cui avvengono i processi enzimatici, non esiste un mezzo eterogeneo tipico, a causa dell'assenza di un'interfaccia di fase chiaramente definita. Tali processi sono indicati come catalisi microeterogenea.

Argomenti del codificatore USE:Velocità di reazione. La sua dipendenza da vari fattori.

La velocità di una reazione chimica indica quanto velocemente si verifica una reazione. L'interazione si verifica quando le particelle si scontrano nello spazio. In questo caso la reazione non avviene ad ogni urto, ma solo quando le particelle hanno l'energia appropriata.

Velocità di reazione è il numero di collisioni elementari di particelle interagenti, che terminano con una trasformazione chimica, per unità di tempo.

La determinazione della velocità di una reazione chimica è associata alle condizioni per la sua attuazione. Se la reazione omogeneo- cioè. prodotti e reagenti si trovano nella stessa fase, quindi la velocità di una reazione chimica è definita come la variazione della sostanza per unità di tempo:

υ = ∆C / ∆t.

Se i reagenti oi prodotti si trovano in fasi diverse e la collisione delle particelle avviene solo all'interfaccia, viene chiamata la reazione eterogeneo, e la sua velocità è determinata dalla variazione della quantità di sostanza per unità di tempo per unità della superficie di reazione:

υ = Δν / (S Δt).

Come far collidere più spesso le particelle, ad es. Come aumentare la velocità di una reazione chimica?

1. Il modo più semplice è aumentare temperatura . Come avrai saputo dal tuo corso di fisica, la temperatura è una misura dell'energia cinetica media del movimento delle particelle di materia. Se alziamo la temperatura, le particelle di qualsiasi sostanza iniziano a muoversi più velocemente e quindi si scontrano più spesso.

Tuttavia, con l'aumentare della temperatura, la velocità delle reazioni chimiche aumenta principalmente a causa del fatto che aumenta il numero di collisioni effettive. All'aumentare della temperatura, il numero di particelle attive che possono superare la barriera energetica della reazione aumenta notevolmente. Se abbassiamo la temperatura, le particelle iniziano a muoversi più lentamente, il numero di particelle attive diminuisce e il numero di collisioni effettive al secondo diminuisce. Così, Quando la temperatura aumenta, la velocità di una reazione chimica aumenta e quando la temperatura diminuisce, diminuisce..

Nota! Questa regola funziona allo stesso modo per tutte le reazioni chimiche (comprese quelle esotermiche ed endotermiche). La velocità di reazione non dipende dall'effetto termico. La velocità delle reazioni esotermiche aumenta con l'aumentare della temperatura e diminuisce con la diminuzione della temperatura. Anche la velocità delle reazioni endotermiche aumenta con l'aumentare della temperatura e diminuisce con la diminuzione della temperatura.

Inoltre, nel XIX secolo, il fisico olandese van't Hoff scoprì sperimentalmente che la maggior parte delle reazioni aumenta approssimativamente alla stessa velocità (di circa 2-4 volte) con un aumento della temperatura di 10 ° C. La regola di Van't Hoff suona in questo modo: un aumento della temperatura di 10 ° C porta ad un aumento della velocità di una reazione chimica di 2-4 volte (questo valore è chiamato coefficiente di temperatura della velocità di reazione chimica γ). Il valore esatto del coefficiente di temperatura è determinato per ciascuna reazione.

dove v è la velocità della reazione chimica,

CIRCA E C B — concentrazioni delle sostanze A e B, rispettivamente, mol/l

K è il coefficiente di proporzionalità, la costante di velocità della reazione.

Per esempio, per la reazione di formazione dell'ammoniaca:

N2 + 3H2 ↔ 2NH3

La legge dell'azione di massa si presenta così:

- Queste sono sostanze chimiche coinvolte in una reazione chimica, cambiando la sua velocità e direzione, ma non sacrificabile durante la reazione (al termine della reazione non cambiano né in quantità né in composizione). Un meccanismo approssimativo per il funzionamento di un catalizzatore per una reazione del tipo A + B può essere rappresentato come segue:

A+K=AK

AK + B = AB + K

Viene chiamato il processo di modifica della velocità di reazione quando si interagisce con un catalizzatore catalisi. I catalizzatori sono ampiamente utilizzati nell'industria quando è necessario aumentare la velocità di una reazione o dirigerla lungo un determinato percorso.

In base allo stato di fase del catalizzatore si distinguono catalisi omogenea ed eterogenea.

catalisi omogenea - questo è quando i reagenti e il catalizzatore sono nella stessa fase (gas, soluzione). Tipici catalizzatori omogenei sono acidi e basi. ammine organiche, ecc.

catalisi eterogenea - questo è quando i reagenti e il catalizzatore si trovano in fasi diverse. Di norma, i catalizzatori eterogenei sono solidi. Perché l'interazione in tali catalizzatori avviene solo sulla superficie della sostanza, un requisito importante per i catalizzatori è un'ampia superficie. I catalizzatori eterogenei sono caratterizzati da un'elevata porosità, che aumenta la superficie del catalizzatore. Pertanto, la superficie totale di alcuni catalizzatori raggiunge talvolta i 500 metri quadrati per 1 g di catalizzatore. L'ampia area e la porosità assicurano un'interazione efficiente con i reagenti. I catalizzatori eterogenei includono metalli, zeoliti - minerali cristallini del gruppo alluminosilicato (composti di silicio e alluminio) e altri.

Esempio catalisi eterogenea - sintesi dell'ammoniaca:

N2 + 3H2 ↔ 2NH3

Il ferro poroso con impurità Al 2 O 3 e K 2 O viene utilizzato come catalizzatore.

Il catalizzatore stesso non viene consumato durante la reazione chimica, ma sulla superficie del catalizzatore si accumulano altre sostanze che legano i centri attivi del catalizzatore e ne bloccano il funzionamento ( veleni catalitici). Devono essere rimossi regolarmente rigenerando il catalizzatore.

I catalizzatori sono molto efficaci nelle reazioni biochimiche. enzimi. I catalizzatori enzimatici agiscono in modo altamente efficiente e selettivo, con una selettività del 100%. Sfortunatamente, gli enzimi sono molto sensibili all'aumento della temperatura, all'acidità media e ad altri fattori; pertanto, vi sono una serie di limitazioni per l'implementazione su scala industriale di processi con catalisi enzimatica.

I catalizzatori non devono essere confusi con iniziatori processo e inibitori. Per esempio, per avviare una reazione radicalica di clorurazione del metano, è necessaria l'irradiazione ultravioletta. Non è un catalizzatore. Alcune reazioni radicaliche sono avviate dai radicali perossidici. Inoltre non sono catalizzatori.

Inibitori sono sostanze che rallentano una reazione chimica. Gli inibitori possono essere consumati e partecipare a una reazione chimica. In questo caso gli inibitori non sono catalizzatori, viceversa. In linea di principio la catalisi inversa è impossibile: la reazione cercherà comunque di seguire il percorso più veloce.

5. Area di contatto dei reagenti. Per reazioni eterogenee, un modo per aumentare il numero di collisioni effettive è aumentare superficie di reazione . Maggiore è la superficie di contatto delle fasi reagenti, maggiore è la velocità della reazione chimica eterogenea. Lo zinco in polvere si dissolve molto più velocemente in acido rispetto allo zinco granulare dello stesso peso.

Nell'industria, per aumentare l'area della superficie di contatto dei reagenti, usano Metodo del letto fluidizzato. Per esempio, nella produzione di acido solforico con il metodo dello strato bollente, la pirite viene arrostita.

6. La natura dei reagenti . La velocità delle reazioni chimiche, a parità di altre condizioni, è influenzata anche dalle proprietà chimiche, ad es. la natura dei reagenti. Le sostanze meno attive avranno una barriera di attivazione più elevata e reagiranno più lentamente rispetto alle sostanze più attive. Le sostanze più attive hanno un'energia di attivazione inferiore e sono molto più facili e hanno maggiori probabilità di entrare nelle reazioni chimiche.

A basse energie di attivazione (meno di 40 kJ/mol), la reazione procede molto rapidamente e facilmente. Una parte significativa delle collisioni tra particelle termina con una trasformazione chimica. Ad esempio, le reazioni di scambio ionico si verificano molto rapidamente in condizioni normali.

Ad elevate energie di attivazione (più di 120 kJ/mol), solo un piccolo numero di collisioni termina con una trasformazione chimica. La velocità di tali reazioni è trascurabile. Ad esempio, l'azoto praticamente non interagisce con l'ossigeno in condizioni normali.

A energie di attivazione medie (da 40 a 120 kJ/mol), la velocità di reazione sarà media. Tali reazioni procedono anche in condizioni normali, ma non molto rapidamente, in modo che possano essere osservate ad occhio nudo. Queste reazioni includono l'interazione del sodio con l'acqua, l'interazione del ferro con l'acido cloridrico, ecc.

Le sostanze stabili in condizioni normali tendono ad avere elevate energie di attivazione.

Alcune reazioni chimiche si verificano quasi istantaneamente (esplosione di una miscela ossigeno-idrogeno, reazioni di scambio ionico in una soluzione acquosa), la seconda - rapidamente (combustione di sostanze, interazione dello zinco con l'acido) e altre - lentamente (arrugginimento del ferro, decadimento dei residui organici). Sono note reazioni così lente che una persona semplicemente non può notarle. Ad esempio, la trasformazione del granito in sabbia e argilla avviene nel corso di migliaia di anni.

In altre parole, le reazioni chimiche possono procedere in modo diverso velocità.

Ma cosa è velocità di reazione? Qual è la definizione esatta di questa quantità e, soprattutto, la sua espressione matematica?

La velocità di una reazione è la variazione della quantità di una sostanza in un'unità di tempo in un'unità di volume. Matematicamente, questa espressione è scritta come:

Dove n1 e n2- la quantità di sostanza (mol) al tempo t 1 e t 2, rispettivamente, in un sistema con un volume v.

Quale segno più o meno (±) starà davanti all'espressione della velocità dipende dal fatto che stiamo osservando un cambiamento nella quantità di quale sostanza - un prodotto o un reagente.

Ovviamente, nel corso della reazione, si verifica il consumo dei reagenti, cioè il loro numero diminuisce, quindi, per i reagenti, l'espressione (n 2 - n 1) ha sempre un valore minore di zero. Poiché la velocità non può essere un valore negativo, in questo caso è necessario inserire un segno meno prima dell'espressione.

Se stiamo osservando la variazione della quantità del prodotto e non del reagente, il segno meno non è richiesto prima dell'espressione per calcolare il tasso, poiché l'espressione (n 2 - n 1) in questo caso è sempre positiva , Perché la quantità di prodotto risultante dalla reazione non può che aumentare.

Il rapporto tra la quantità di sostanza N al volume in cui si trova questa quantità di sostanza, chiamata concentrazione molare CON:

Pertanto, utilizzando il concetto di concentrazione molare e la sua espressione matematica, possiamo scrivere un altro modo per determinare la velocità di reazione:

La velocità di reazione è la variazione della concentrazione molare di una sostanza a seguito di una reazione chimica in un'unità di tempo:

Fattori che influenzano la velocità di reazione

Spesso è estremamente importante sapere cosa determina la velocità di una particolare reazione e come influenzarla. Ad esempio, l'industria della raffinazione del petrolio combatte letteralmente per ogni ulteriore mezzo punto percentuale del prodotto per unità di tempo. Dopotutto, data l'enorme quantità di petrolio lavorato, anche il mezzo percento confluisce in un grande profitto finanziario annuale. In alcuni casi è estremamente importante rallentare qualsiasi reazione, in particolare la corrosione dei metalli.

Quindi da cosa dipende la velocità di una reazione? Dipende, stranamente, da molti parametri diversi.

Per comprendere questo problema, prima di tutto, immaginiamo cosa succede a seguito di una reazione chimica, ad esempio:

L'equazione scritta sopra riflette il processo in cui le molecole delle sostanze A e B, scontrandosi tra loro, formano molecole delle sostanze C e D.

Cioè, senza dubbio, affinché la reazione avvenga, è necessaria almeno una collisione delle molecole delle sostanze di partenza. Ovviamente, se aumentiamo il numero di molecole per unità di volume, il numero di collisioni aumenterà nello stesso modo in cui aumenta la frequenza delle tue collisioni con i passeggeri in un autobus affollato rispetto a uno mezzo vuoto.

In altre parole, la velocità di reazione aumenta con l'aumentare della concentrazione dei reagenti.

Nel caso in cui uno o più dei reagenti siano gas, la velocità di reazione aumenta con l'aumentare della pressione, poiché la pressione di un gas è sempre direttamente proporzionale alla concentrazione delle sue molecole costituenti.

Tuttavia, la collisione delle particelle è una condizione necessaria ma non sufficiente affinché la reazione proceda. Il fatto è che, secondo i calcoli, il numero di collisioni delle molecole delle sostanze reagenti alla loro concentrazione ragionevole è così grande che tutte le reazioni devono procedere in un istante. Tuttavia, ciò non accade nella pratica. Qual è il problema?

Il fatto è che non tutte le collisioni di molecole reagenti saranno necessariamente efficaci. Molte collisioni sono elastiche: le molecole rimbalzano l'una contro l'altra come palline. Affinché la reazione abbia luogo, le molecole devono avere energia cinetica sufficiente. L'energia minima che le molecole dei reagenti devono avere affinché la reazione abbia luogo è detta energia di attivazione ed è indicata con E a. In un sistema costituito da un gran numero di molecole, esiste una distribuzione energetica delle molecole, alcune di esse hanno energia bassa, altre hanno energia alta e media. Di tutte queste molecole, solo una piccola frazione delle molecole ha un'energia maggiore dell'energia di attivazione.

Come è noto dal corso di fisica, la temperatura è in realtà una misura dell'energia cinetica delle particelle che compongono la sostanza. Cioè, più velocemente si muovono le particelle che compongono la sostanza, maggiore è la sua temperatura. Quindi, ovviamente, aumentando la temperatura, aumentiamo essenzialmente l'energia cinetica delle molecole, per cui aumenta la proporzione di molecole con energie superiori a E a, e la loro collisione porterà a una reazione chimica.

Il fatto dell'effetto positivo della temperatura sulla velocità di reazione fu stabilito empiricamente già nel XIX secolo dal chimico olandese Van't Hoff. Sulla base delle sue ricerche, formulò una regola che porta ancora il suo nome, e suona così:

La velocità di qualsiasi reazione chimica aumenta di 2-4 volte con un aumento della temperatura di 10 gradi.

La rappresentazione matematica di questa regola è scritta come:

Dove V 2 E V 1è la velocità alla temperatura t 2 e t 1, rispettivamente, e γ è il coefficiente di temperatura della reazione, il cui valore si trova più spesso nell'intervallo da 2 a 4.

Spesso il tasso di molte reazioni può essere aumentato utilizzando catalizzatori.

I catalizzatori sono sostanze che accelerano una reazione senza essere consumate.

Ma come riescono i catalizzatori ad aumentare la velocità di una reazione?

Richiama l'energia di attivazione E a . Le molecole con energie inferiori all'energia di attivazione non possono interagire tra loro in assenza di un catalizzatore. I catalizzatori cambiano il percorso lungo il quale procede la reazione, in modo simile a come una guida esperta aprirà il percorso della spedizione non direttamente attraverso la montagna, ma con l'ausilio di percorsi di bypass, per cui anche quei satelliti che non ne avevano abbastanza l'energia per scalare la montagna sarà in grado di spostarsi da un'altra parte.

Nonostante il fatto che il catalizzatore non si consumi durante la reazione, tuttavia vi prende parte attiva, formando composti intermedi con reagenti, ma alla fine della reazione ritorna al suo stato originale.

Oltre ai suddetti fattori che influenzano la velocità di reazione, se esiste un'interfaccia tra le sostanze reagenti (reazione eterogenea), la velocità di reazione dipenderà anche dall'area di contatto dei reagenti. Ad esempio, immagina un granulo di alluminio metallico che è stato fatto cadere in una provetta contenente una soluzione acquosa di acido cloridrico. L'alluminio è un metallo attivo che può reagire con acidi non ossidanti. Con acido cloridrico, l'equazione di reazione è la seguente:

2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2

L'alluminio è un solido, il che significa che reagisce solo con l'acido cloridrico sulla sua superficie. Ovviamente, se aumentiamo l'area superficiale rotolando prima il granulo di alluminio in un foglio, forniamo così un numero maggiore di atomi di alluminio disponibili per la reazione con l'acido. Di conseguenza, la velocità di reazione aumenterà. Allo stesso modo, si può ottenere un aumento della superficie di un solido macinandolo in polvere.

Inoltre, la velocità di una reazione eterogenea, in cui un solido reagisce con un gassoso o liquido, è spesso influenzata positivamente dall'agitazione, che è dovuta al fatto che, a seguito dell'agitazione, le molecole accumulate dei prodotti di reazione vengono rimosse da la zona di reazione e una nuova porzione delle molecole del reagente viene "allevata".

L'ultima cosa da notare è anche l'enorme influenza sulla velocità della reazione e sulla natura dei reagenti. Ad esempio, più basso è il metallo alcalino nella tavola periodica, più velocemente reagisce con l'acqua, il fluoro reagisce più rapidamente con l'idrogeno gassoso tra tutti gli alogeni, ecc.

In sintesi, la velocità di reazione dipende dai seguenti fattori:

1) la concentrazione dei reagenti: maggiore è, maggiore è la velocità di reazione.

2) temperatura: con l'aumentare della temperatura, aumenta la velocità di qualsiasi reazione.

3) l'area di contatto dei reagenti: maggiore è l'area di contatto dei reagenti, maggiore è la velocità di reazione.

4) agitazione, se la reazione avviene tra un solido e un liquido o gas, l'agitazione può accelerarla.

La velocità di una reazione chimica- variazione della quantità di una delle sostanze reagenti per unità di tempo in un'unità di spazio di reazione.

I seguenti fattori influenzano la velocità di una reazione chimica:

• la natura dei reagenti;
• concentrazione dei reagenti;
• superficie di contatto dei reagenti (nelle reazioni eterogenee);
• temperatura;
• l'azione dei catalizzatori.

Teoria degli urti attivi permette di spiegare l'influenza di alcuni fattori sulla velocità di una reazione chimica. Le principali disposizioni di questa teoria:

• Le reazioni si verificano quando particelle di reagenti che hanno una certa energia si scontrano.
• Più particelle reagenti sono, più sono vicine l'una all'altra, più è probabile che si scontrino e reagiscano.
• Solo le collisioni effettive portano alla reazione, ad es. quelli in cui si distruggono o si indeboliscono “vecchi legami” e quindi se ne possono formare di “nuovi”. Per fare questo, le particelle devono avere energia sufficiente.
• Viene chiamata l'energia minima in eccesso richiesta per una collisione efficiente delle particelle reagenti energia di attivazione Ea.
• L'attività delle sostanze chimiche si manifesta nella bassa energia di attivazione delle reazioni che le coinvolgono. Minore è l'energia di attivazione, maggiore è la velocità di reazione. Ad esempio, nelle reazioni tra cationi e anioni, l'energia di attivazione è molto bassa, quindi tali reazioni procedono quasi istantaneamente.

Influenza della concentrazione dei reagenti sulla velocità di reazione

All'aumentare della concentrazione dei reagenti, la velocità della reazione aumenta. Per entrare in una reazione, due particelle chimiche devono avvicinarsi l'una all'altra, quindi la velocità di reazione dipende dal numero di collisioni tra di loro. Un aumento del numero di particelle in un dato volume porta a collisioni più frequenti e ad un aumento della velocità di reazione.

Un aumento della pressione o una diminuzione del volume occupato dalla miscela porterà ad un aumento della velocità della reazione che avviene in fase gassosa.

Sulla base di dati sperimentali nel 1867, gli scienziati norvegesi K. Guldberg e P Vaage, e indipendentemente da loro nel 1865, lo scienziato russo N.I. Beketov ha formulato la legge fondamentale della cinetica chimica, che stabilisce dipendenza della velocità di reazione dalle concentrazioni delle sostanze reagenti -

Legge di azione di massa (LMA):

La velocità di una reazione chimica è proporzionale al prodotto delle concentrazioni dei reagenti, prese in potenze pari ai loro coefficienti nell'equazione di reazione. ("la massa recitante" è sinonimo del concetto moderno di "concentrazione")

aA +bB =cC+gg, Dove Kè la costante di velocità di reazione

ZDM viene eseguito solo per reazioni chimiche elementari che si verificano in uno stadio. Se la reazione procede in sequenza attraverso diverse fasi, la velocità totale dell'intero processo è determinata dalla sua parte più lenta.

Espressioni per velocità di vari tipi di reazioni

ZDM si riferisce a reazioni omogenee. Se la reazione è eterogenea (i reagenti si trovano in diversi stati di aggregazione), allora solo i reagenti liquidi o solo gassosi entrano nell'equazione MDM e quelli solidi vengono esclusi, influenzando solo la costante di velocità k.

Molecolarità di reazioneè il numero minimo di molecole coinvolte in un processo chimico elementare. Per molecolarità, le reazioni chimiche elementari sono suddivise in molecolari (A →) e bimolecolari (A + B →); le reazioni trimolecolari sono estremamente rare.

Tasso di reazioni eterogenee

• Dipende da superficie di contatto delle sostanze, cioè. sul grado di macinazione delle sostanze, la completezza della miscelazione dei reagenti.
• Un esempio è la combustione del legno. Un intero ceppo brucia relativamente lentamente all'aria. Se aumenti la superficie di contatto del legno con l'aria, dividendo il tronco in trucioli, la velocità di combustione aumenterà.
• Il ferro piroforico viene versato su un foglio di carta da filtro. Durante la caduta, le particelle di ferro si surriscaldano e danno fuoco alla carta.

L'effetto della temperatura sulla velocità di reazione

Nel XIX secolo, lo scienziato olandese Van't Hoff scoprì sperimentalmente che quando la temperatura aumenta di 10 ° C, le velocità di molte reazioni aumentano di 2-4 volte.

La regola di Van't Hoff

Per ogni 10 ◦ C di aumento della temperatura, la velocità di reazione aumenta di un fattore 2–4.

Qui γ (lettera greca "gamma") - il cosiddetto coefficiente di temperatura o coefficiente di van't Hoff, assume valori da 2 a 4.

Per ogni reazione specifica, il coefficiente di temperatura viene determinato empiricamente. Mostra esattamente quante volte la velocità di una data reazione chimica (e la sua costante di velocità) aumenta ogni 10 gradi di aumento della temperatura.

La regola di van't Hoff viene utilizzata per approssimare la variazione della costante di velocità di una reazione con un aumento o una diminuzione della temperatura. Una relazione più accurata tra la costante di velocità e la temperatura è stata stabilita dal chimico svedese Svante Arrhenius:

Come Di più E una reazione specifica, il meno(a una data temperatura) sarà la costante di velocità k (e la velocità) di questa reazione. Un aumento di T porta ad un aumento della costante di velocità; ciò si spiega con il fatto che un aumento di temperatura porta ad un rapido aumento del numero di molecole "energetiche" in grado di superare la barriera di attivazione E a .

Influenza di un catalizzatore sulla velocità di reazione

È possibile modificare la velocità di reazione utilizzando sostanze speciali che modificano il meccanismo di reazione e lo indirizzano lungo un percorso energeticamente più favorevole con un'energia di attivazione inferiore.

Catalizzatori- Sono sostanze che partecipano ad una reazione chimica e ne aumentano la velocità, ma al termine della reazione rimangono invariate qualitativamente e quantitativamente.

Inibitori- Sostanze che rallentano le reazioni chimiche.

Viene chiamata la modifica della velocità di una reazione chimica o della sua direzione con l'aiuto di un catalizzatore catalisi .