Что такое скорость химической реакции

Скорость химической реакции — это изменение концентрации одного из реагирующих или образующихся веществ за единицу времени. Для реакции в постоянном объёме её выражают отношением изменения концентрации к промежутку времени, за который это изменение произошло. Отвечая, что такое скорость химической реакции, кратко добавим: она зависит от концентрации веществ, температуры, площади поверхности контакта и наличия катализатора.

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

Разбор по случаям

Примеры

Изменение концентрации во времени. Пусть концентрация вещества за $20$ секунд снизилась с $C_1 = 1{,}0\text{ моль/л}$ до $C_2 = 0{,}6\text{ моль/л}$.

Изменение концентрации составило $\Delta C = 0{,}4\text{ моль/л}$, а скорость реакции равна $v = \Delta C / \Delta t = 0{,}4 / 20 = 0{,}02\text{ моль/(л·с)}$.

Такой расчёт показывает среднюю скорость за выбранный промежуток времени, и чем короче этот промежуток, тем ближе полученное значение к мгновенной скорости реакции в конкретный момент.

Правило Вант-Гоффа. Пусть при $t_1 = 20°C$ скорость реакции равна $v_1$, а температурный коэффициент $\gamma = 2$. При повышении температуры до $t_2 = 50°C$, то есть на три интервала по 10 градусов, скорость возрастает в $2^3 = 8$ раз: $v_2 = 8v_1$. Это иллюстрирует резкую зависимость скорости от температуры и объясняет, почему многие реакции при нагревании ускоряются в разы, а не на проценты.

Частые ошибки

• Скорость реакции путают со скоростью движения тела, забывая, что здесь измеряется изменение концентрации, а не расстояние.
• Считают, что катализатор входит в состав продуктов реакции, хотя он лишь ускоряет процесс, оставаясь неизменным по массе.
• Применяют правило Вант-Гоффа к любому изменению температуры, не проверяя, что оно кратно десяти градусам.

Коротко

Итак, что такое скорость химической реакции: это отношение изменения концентрации вещества к промежутку времени, за который оно произошло. На неё влияют концентрация реагентов, температура, площадь поверхности контакта и присутствие катализатора.