Краткий конспект по параграфу

Краткий ответ

Скорость химической реакции — это изменение концентрации вещества за единицу времени:

\[ v=\frac{\Delta c}{\Delta t} \]

Для реагирующего вещества:

\[ v=\frac{c_1-c_2}{t_2-t_1} \]

Скорость реакции зависит от природы веществ, их концентрации, площади поверхности твёрдых веществ, температуры, а также от наличия катализаторов и ингибиторов.

Краткий конспект § 3 «Скорость химических реакций»

1. Скорость химической реакции

Одни реакции протекают быстро, например горение водорода в хлоре, а другие медленно, например ржавление железа.

Скорость реакции показывает, насколько изменилась концентрация вещества за определённое время.

• \(c\) — концентрация вещества, моль/л;
• \(t\) — время, с;
• единица скорости — \(\text{моль}/(\text{л}\cdot\text{с})\).

Для реагента, концентрация которого уменьшается:

\[ v=\frac{c_1-c_2}{t_2-t_1} \]

где

\[ \Delta c=c_1-c_2,\qquad \Delta t=t_2-t_1. \]

2. Пример расчёта

Начальная концентрация \(SO_2\) равна \(2\ \text{моль/л}\), через \(50\) с она стала \(0{,}5\ \text{моль/л}\).

\[ v=\frac{2-0{,}5}{50} =\frac{1{,}5}{50} =0{,}03\ \frac{\text{моль}}{\text{л}\cdot\text{с}} \]

Ответ: скорость реакции равна

\[ \boxed{0{,}03\ \text{моль}/(\text{л}\cdot\text{с})}. \]

Это означает, что каждую секунду в \(1\) л смеси превращается \(0{,}03\) моль \(SO_2\).

Проверка:

\[ 0{,}03\cdot50=1{,}5\ \text{моль/л}, \]

а \(2-1{,}5=0{,}5\ \text{моль/л}\), значит расчёт верный.

3. Факторы, влияющие на скорость реакции

1. Природа реагирующих веществ.
   Разные вещества реагируют с неодинаковой скоростью. Например, калий и натрий взаимодействуют с водой по-разному.

2. Концентрация веществ.
   Чем больше концентрация реагентов в растворе или газовой смеси, тем обычно быстрее реакция. В чистом кислороде вещества горят интенсивнее, чем на воздухе.

3. Площадь поверхности твёрдого вещества.
   Измельчённые вещества реагируют быстрее, потому что увеличивается площадь их соприкосновения. Например, железо и сера быстрее реагируют после измельчения и перемешивания.

4. Температура.
   При повышении температуры на каждые \(10^\circ\text{C}\) скорость многих реакций увеличивается примерно в \(2\)–\(4\) раза. При нагревании медленное окисление может перейти в горение.

5. Катализаторы и ингибиторы.
   Катализаторы ускоряют реакции, а ингибиторы замедляют их.

4. Катализаторы и катализ

Катализаторы — вещества, которые ускоряют химическую реакцию, но сами в общем итоге не расходуются и не входят в состав конечных продуктов.

Примеры:

• оксид марганца(IV) \(MnO_2\) ускоряет разложение пероксида водорода;
• оксид ванадия(V) \(V_2O_5\) ускоряет окисление \(SO_2\) до \(SO_3\).

Ускорение реакции с помощью катализатора называется катализом.

Катализаторами могут быть металлы, их оксиды и соли.

5. Ферменты

Ферменты — биологические катализаторы, действующие в живых организмах.

Например, фермент каталаза ускоряет разложение токсичного пероксида водорода на воду и кислород:

\[ 2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O+O_2 \]

Некоторые ферменты способны за секунду разложить десятки миллионов молекул пероксида водорода.

6. Ингибиторы

Ингибиторы — вещества, замедляющие химические реакции.

Замедление реакции ингибиторами называется ингибированием. Например, ингибиторы препятствуют разложению пероксида водорода, поэтому он дольше хранится.

Как решать похожие задачи

1. Найти начальную и конечную концентрации.
2. Определить промежуток времени: \[ \Delta t=t_2-t_1. \]
3. Найти изменение концентрации: \[ \Delta c=c_1-c_2. \]
4. Разделить изменение концентрации на время: \[ v=\frac{\Delta c}{\Delta t}. \]
5. Записать единицы измерения: \(\text{моль}/(\text{л}\cdot\text{с})\).