43. Реакционная способность веществ.

Изучение химических реакций показывает, что они могут протекать с весьма различными скоростями. Иногда реакция идет настолько быстро, что практически ее можно считать мгновенной. Например, многие химические реакции между солями, кислотами и основаниями, протекающие в водных растворах, или реакции, протекающие со взрывом. В других случаях наоборот, скорость хим р-ии так мала, что для образования заметного количества продуктов р-ии нужны были бы годы, а то и столетия. Скорость хим р-ии измеряется изменением концентрации реагирующих веществ в единицу времени. Концентрацией называется количество вещества в единице объема. Скорость каждой хим р-ии зависит от природы реагирующих веществ, их концентраций и условий, в которых реакция протекает (температура, давление, присутствие катализаторов). Зависимость скорости хим р-ий от концентраций реагирующих веществ легко понять, исходя из молекулярно-кинетических представлений. Молекулы газа, двигаясь в различных направлениях с довольно большой скоростью, неизбежно должны встречаться, сталкиваясь друг с другом. Взаимодействие между молекулами может происходить только при их столкновениях, чем чаще будут сталкиваться молекулы, тем быстрее будет идти превращение исходных веществ в новые и тем больше будет скорость реакции. Т.о. скорость хим р-ии пропорциональна произведению концентрации реагирующих веществ. Зависимость скорости хим р-ий от температуры. Кроме концентрации, определяющим скорость хим р-ии, является температура. Опытным путем установлено, что при повышении температуры на 10 градусов Цельсия скорость р-ии увеличивается в 2-3 раза. При понижении скорость хим р-ии во столько же раз уменьшается. Число, показывающее, во сколько раз увеличивается скорость данной р-ии при повышении температуры на 10 градусов, называется температурным коэффициентом р-ии. Значительное увеличение скорости хим р-ии при повышении температуры нельзя объяснить одним только увеличением числа столкновений между молекулами. Согласно кинетической теории, скорость движения молекул растет пропорционально корню квадратному из абсолютной величины, тогда как скорость р-ий увеличивается гораздо быстрее. Повышение температуры не только вызывает более частые столкновения, но и увеличивает число эффективных столкновений, в результатекоторых происходит хим взаимодействие. Это объясняется тем, что при повышении температуры молекулы становятся менее устойчивыми, и более склонными к хим р-ии. Зависимость скорости хим р-ии от присутствия катализаторов и ингибиторов. Это вещества, которые изменяют скорость р-ии, но сами после р-ии остаются химически неизменными и в том же количестве что и до реакции. Обычно влияние катализаторов выражается в ускорении хим р-ии, ингибиторов в ее замедлении. Иногда применение катализаторов может увеличивать скорость р-ии в 1000 и более раз. Чаще всего катализаторами служат мелко раздробленные металлы. Протекание хим р-ий в гетерогенных системах. Гетерогеннойназывается система, состоящая из двух или нескольких частей, различающихся по своим физическим или химическим свойствам и отделенных друг от друга поверхностями раздела. Отдельные однородные части гетерогенной системы называются ее фазами. Например, лед, вода, и находящийсянад ними пар, образуют гетерогенную систему из трех фаз: твердой (лед), жидкой (вода) и газообразной (водяной пар); кислота и опущенный в нее кусок металла образуют систему из двух фаз. В гетерогенной системе р-ия всегда происходит на поверхности разделах двух фаз,т.к. только здесь молекулы той и другой фазы сталкиваются между собой. Поэтому скорость гетерогенной р-ии зависит не только от рассмотренных ранее факторов (концентрация реагирующих веществ, температура и наличие катализаторов или ингибиторов), но и от величины поверхности соприкосновения между реагирующими фазами. Всякое увеличение поверхности приводит к увеличению скорости реакции. Важным фактором, обуславливающим скорость гетерогенной р-ии, является также диффузия, благодаря которой к поверхности разделов притекают новые порции реагирующих веществ. Искусственно ускоряя процесс диффузии встряхиванием или перемешиванием, можно значительно повысить скорость р-ии.