( Т2 – Т1) /10
v2 = v1*Y
где v1 и v2 – скорость реакции при температурах Т1 и Т2.,
Y– температурный коэффициент, показывающий во сколько раз увеличивается скорость реакции с повышением температуры на каждые 10оС.
6.3 Катализ
Наиболее сильное влияние на скорость реакции оказывает присутствие в реагирующей системе катализатора — вещества, которое повышает (а иногда и уменьшает — тогда его называют ингибитором) скорость химической реакции, но само не расходуется в этом процессе. Катализаторы подразделяют на три типа:гомогенные, гетерогенные и биологические {биокатализаторы ила ферменты)
Влияние катализаторов на скорость реакции называется катализом. Когда взаимодействующие вещества и катализатор находятся в одном агрегатном состоянии, говорят о гомогенном катализе. При гетерогенном катализе реагирующие вещества и катализатор находятся в различных агрегатных состояниях: обычно катализатор — в твердом, а реагирующие вещества — в жидком или газообразном (например, в случае окисления SO2 в SO3 в присутствии платины или оксида ванадия (V) происходит гетерогенный катализ).
Механизм действия катализаторов может быть самым разнообразным и, как правило, очень сложным. Основной гипотезой, объясняющей влияние катализатора на скорость реакции, является предположение об образовании промежуточных продуктов при взаимодействии катализатора и реагирующего вещества.
Если реакция А + В = АВ без катализатора проходит медленно, а в присутствии катализатора К быстро, то его действие объясняется тем, что катализатор реагирует с одним из исходных веществ образуя непрочное (как правило, очень реакционноспособное) промежуточное соединение АК (или ВК):
А(В) + К = АК (ВК)
Образовавшееся промежуточное соединение (например, АК) взаимодействует с другим исходным веществом В, образуя конечный продукт реакции АВ и выделяя катализатор К в первоначальном виде:
АК + В = АВ + К
Приведенная простейшая схема катализа показывает, почему частицы катализатора могут принимать участие в реакции «бесчисленное» множество раз. Правда, «бесчисленное» — только теоретически, потому что при практическом протекании реакции в системе могут оказаться вещества (даже в малых количествах), уменьшающие или полностью уничтожающие активность катализатора. Такие вещества называют каталитическими ядами, а само явление снижения активности катализатора — отравлением.
Механизм действия катализатора заключается в том, что он изменяет «путь» процесса «реагенты => продукты реакции», причем новый путь характеризуется меньшей энергией активации по сравнению с энергией активации некатализируемой реакции.
*Энергия активации - избыточная энергия пары частиц, чтобы при их соударении образовалось переходное к новым веществамсостояние, так называемый активированный комплекс. В состоянии активированного комплекса старые связи в молекулах еще до конца не разрушились, а новые связи наметились, но еще не образовались. Такие комплексы существуют недолго, их распад приводит к образованию продукта реакции.
6.4 Поверхность соприкосновения реагирующих веществ
Необходимо увеличивать для повышения скорости гетерогенной реакции. Для этого твердые вещества необходимо измельчать, а также эффективно применять перемешивание реакционной смеси.
Контрольные вопросы.
В чем состоит главная задача химии?
Основанием химии является основная двуединая проблема химии. В чем она заключается?
От каких факторов зависят свойства вещества?
Запишите четыре концептуальные системы химических знаний в отношении иерархии (субординации),
Что такое скорость химической реакции?
Чем отличается скорость гомогенной и гетерогенной реакции?
Как зависит скорость реакции от концентрации реагирующих веществ? Закон действующих масс.
Как зависит скорость реакции от температуры? Правило Вант-Гоффа.
Катализ. Механизм действия катализаторов.
7. Правила выживания в химической лаборатории
Если у вас в руках жидкое - не разлейте, порошкообразное не рассыпьте, газообразное - не выпустите наружу.
Если Вы пользуетесь чем-либо - содержите в чистоте и порядке.
Если включили – выключите; если открыли – закройте; если разобрали - соберите.
Если Вы одолжили что-нибудь - верните.
Если Вы привели что-либо в беспорядок - восстановите статус кво.
Если Вы хотите воспользоваться чем-либо, принадлежащим другому, попросите разрешения.
Если Вы не знаете, как это действует, не трогайте.
Если у Вас что-то взорвалось, проверьте, остались ли вы живы.
Если Вы не усвоили этих правил - не входите в лабораторию.