Основы химической кинетики: скорость химической реакции, зависимость скорости от различных факторов.

---

📘 Тема 12: Основы химической кинетики. Скорость химической реакции и факторы, влияющие на неё

---

🔷 1. Что изучает химическая кинетика

Химическая кинетика — раздел химии, который изучает скорость химических реакций и факторы, влияющие на неё.

---

🔷 2. Скорость химической реакции

Определение: Скорость реакции — изменение концентрации реагента или продукта за единицу времени.

Формула (средняя скорость):

$v = \frac{\Delta C}{\Delta t}$

где:

• $v$ — скорость (моль/л·с)
• $\Delta C$ — изменение концентрации (моль/л)
• $\Delta t$ — время (с)

📌 Пример: Если концентрация H₂ уменьшилась с 0,8 до 0,4 моль/л за 10 секунд:

$v = \frac{0,8 - 0,4}{10} = 0,04 \text{ моль/л·с}$

---

🔷 3. Мгновенная скорость

Определяется по касательной к графику зависимости концентрации от времени.

---

🔷 4. Факторы, влияющие на скорость реакции

1. Природа веществ

• Реакции между ионами в растворах идут быстрее, чем между молекулами.
• Газообразные реагенты реагируют быстрее, чем твёрдые.

2. Концентрация реагентов

📌 Закон действующих масс:

$v = k \cdot [A]^m \cdot [B]^n$

где:

• $k$ — константа скорости
• $[A], [B]$ — концентрации реагентов
• $m, n$ — порядки реакции по каждому веществу.

📈 Чем выше концентрация — тем выше скорость.

3. Температура

• Повышение температуры на каждые 10 °C примерно в 2–4 раза увеличивает скорость реакции.
• 📌 Правило Вант-Гоффа:

\gamma = \frac{v_{T+10}}{v_T} \

где γ — температурный коэффициент скорости (обычно 2–4).

4. Площадь поверхности

• Чем мельче измельчено вещество, тем выше скорость (реакции идут по поверхности).
• Пример: порошковый магний сгорает быстрее, чем кусок металла.

5. Катализаторы

• Вещества, которые ускоряют реакцию, не расходуясь.
• Изменяют путь реакции и снижают энергию активации.
• Бывают гомогенные (в одной фазе с реагентами) и гетерогенные (в другой фазе).

6. Давление (для газов)

• Увеличение давления увеличивает концентрацию газов → скорость ↑.

---

🔷 5. Энергия активации (Ea)

• Минимальная энергия, необходимая для начала реакции.
• Чем ниже $E_a$, тем быстрее реакция.

📉 Катализаторы снижают $E_a$.

---

📊 Сводная таблица факторов

| Фактор | Увеличение → скорость ↑ | Уменьшение → скорость ↓ | | ------------------- | ----------------------- | ----------------------- | | Концентрация | ✔ | ❌ | | Температура | ✔ | ❌ | | Площадь поверхности | ✔ | ❌ | | Катализатор | ✔ | — | | Давление (газы) | ✔ | ❌ |

---

📋 Примеры заданий ОРТ

1. Если концентрация реагента увеличилась в 3 раза, скорость реакции... ✅ Увеличится (в зависимости от порядка реакции — линейно или нелинейно).

2. Как изменится скорость реакции при повышении температуры на 20 °C, если γ = 3? ✅ Увеличится в $3^2 = 9$ раз.

3. Что из перечисленного уменьшит скорость реакции?

• А) Повышение давления газов
• B) Уменьшение температуры ✅
• C) Добавление катализатора
• D) Увеличение концентрации

---