जीवन में, हम विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाओं से सामना कर रहे हैं। उनमें से कुछ लोहे की जंगली तरह कई वर्षों तक जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, शराब में चीनी को ईंधन देना - कुछ हफ्तों। भट्ठी में फायरवुड कुछ घंटों में जल रहा है, और मोटर में गैसोलीन - एक विभाजित दूसरे के लिए।

उपकरण की लागत को कम करने के लिए, रासायनिक पौधे प्रतिक्रिया दर में वृद्धि करते हैं। और कुछ प्रक्रियाएं, जैसे भोजन को नुकसान, धातुओं का संक्षारण, धीमा करना है।

रासायनिक प्रतिक्रिया दर के रूप में व्यक्त किया जा सकता है समय की प्रति इकाई पदार्थ (एन, मॉड्यूल) की मात्रा को बदलना (टी) - भौतिकी में एक चलती निकाय की गति की तुलना समय की प्रति इकाई निर्देशांक में बदलाव के रूप में करें: υ \u003d δx / δt। यह गति उस पोत की मात्रा पर निर्भर नहीं करती है जिसमें प्रतिक्रिया आय होती है, प्रतिक्रिया पदार्थों (v), यानी की मात्रा पर अभिव्यक्ति को विभाजित करती है। हमें मिलता हैप्रति यूनिट समय प्रति यूनिट समय, या पदार्थ की मात्रा को बदलना समय की प्रति यूनिट पदार्थों में से एक की एकाग्रता में परिवर्तन:

N 2 - n 1 δn
υ = –––––––––– = -------- \u003d δC / δT (1)
(टी 2 - टी 1) वी δT वी

जहां c \u003d n / v पदार्थ की एकाग्रता है

Δ (डेल्टा पढ़ा जाता है) - मूल्य में परिवर्तन के आम तौर पर स्वीकृत पदनाम।

यदि पदार्थ समीकरण में, अलग-अलग गुणांक, उनमें से प्रत्येक के लिए प्रतिक्रिया दर, इस सूत्र के अनुसार गणना की जाती है। उदाहरण के लिए, 1 लीटर में 10 सेकंड में 1 मोल ऑक्सीजन से पूरी तरह से 1 मोल ऑक्सीजन से सल्फर गैस अभिकर्मक के 2 तिल:

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3

ऑक्सीजन की गति होगी: υ \u003d 1: (10 1) \u003d 0.1 मोल / एल · एस

सतह सतह गैस: υ \u003d 2: (10 1) \u003d 0.2 मोल / एल · एस - परीक्षा में याद रखने और बोलने की आवश्यकता नहीं है, उदाहरण के दौरान भ्रमित होने के लिए उदाहरण दिया गया है यदि यह प्रश्न उठता है।

विषम प्रतिक्रियाओं की गति (ठोस पदार्थों की भागीदारी के साथ) अक्सर संपर्क करने के प्रति इकाई क्षेत्र को व्यक्त किया जाता है:

Δn।
υ \u003d ------ (2)
Δt एस।

अलग-अलग चरणों में प्रतिक्रिया होने पर विषम को प्रतिक्रियाओं कहा जाता है:

• अन्य ठोस, तरल या गैस के साथ ठोस,
• दो असफल तरल पदार्थ,
• गैस तरल।

एक ही चरण में समरूप प्रतिक्रियाएं पदार्थों के बीच आगे बढ़ती हैं:

• अच्छी तरह से मिश्रित तरल पदार्थ के बीच
• गैसों,
• समाधान में पदार्थ।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं की गति को प्रभावित करने वाली स्थितियां

1) प्रतिक्रिया दर पर निर्भर करता है प्रतिक्रियाओं की प्रकृति। सीधे शब्दों में कहें, विभिन्न पदार्थ विभिन्न गति पर प्रतिक्रिया करते हैं। उदाहरण के लिए, जस्ता तेजी से हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया कर रहा है, और लोहा काफी धीमा है।

2) प्रतिक्रिया दर अधिक अधिक है एकाग्रता पदार्थ। एक मजबूत पतला जस्ता एसिड के साथ बहुत अधिक प्रतिक्रिया देगा।

3) प्रतिक्रिया दर में वृद्धि के साथ काफी वृद्धि हुई है तापमान। उदाहरण के लिए, ईंधन के दहन के लिए, इसे आग लगाना आवश्यक है, यानी तापमान बढ़ाने के लिए। कई प्रतिक्रियाओं के लिए, तापमान में वृद्धि 10 डिग्री सेल्सियस 2-4 गुना की गति में वृद्धि के साथ होती है।

4) गति विजातीय बढ़ते हुए प्रतिक्रियाएं बढ़ती हैं प्रतिक्रिया पदार्थों की सतह। इसके लिए ठोस आमतौर पर कुचल दिया जाता है। उदाहरण के लिए, लौह और सल्फर पाउडर, जब गर्म, प्रतिक्रिया, लोहे छोटे भूरे रंग के रूप में होना चाहिए।

कृपया ध्यान दें कि यह मामला उपाय सूत्र (1)! फॉर्मूला (2) प्रति इकाई क्षेत्र की गति को व्यक्त करता है, इसलिए क्षेत्र पर निर्भर नहीं हो सकता है।

5) प्रतिक्रिया दर उत्प्रेरक या अवरोधकों की उपस्थिति पर निर्भर करती है।

उत्प्रेरक - पदार्थ जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज करते हैं, लेकिन वे स्वयं सुसंगत नहीं होते हैं। उत्प्रेरक जोड़े जाने पर हाइड्रोजन पेरोक्साइड का एक तेज़ अपघटन है - मैंगनीज ऑक्साइड (IV):

2h 2 o 2 \u003d 2h 2 o + o 2

मैंगनीज ऑक्साइड (iv) नीचे रहता है, इसका पुन: उपयोग किया जा सकता है।

इनहिबिटर्स - पदार्थ जो प्रतिक्रिया को धीमा करते हैं। उदाहरण के लिए, जंग के अवरोधकों को पानी हीटिंग सिस्टम में पाइप और बैटरी के जीवन को बढ़ाने के लिए जोड़ा जाता है। कारों में, संक्षारण अवरोधक ब्रेक, शीतलक में जोड़े जाते हैं।

कुछ और उदाहरण।

रासायनिक तरीके

भौतिक तरीके

प्रतिक्रिया गति माप विधियों

उपर्युक्त उदाहरण में, कैल्शियम कार्बोनेट और एसिड के बीच प्रतिक्रिया दर समय-समय पर अलग गैस की मात्रा की निर्भरता का अध्ययन करके मापा गया था। प्रतिक्रिया गति पर अनुभवी डेटा अन्य मूल्यों को मापकर प्राप्त किया जा सकता है।

यदि प्रतिक्रिया के दौरान गैसीय पदार्थों की कुल राशि बदलती है, तो इसे निरंतर मात्रा में गैस दबाव को मापने के लिए देखा जा सकता है। ऐसे मामलों में जहां प्रारंभिक पदार्थों में से एक या प्रतिक्रिया उत्पादों में से एक चित्रित किया जाता है, आप समाधान के रंग में परिवर्तन को देखकर प्रगति के तहत प्रतिक्रिया की निगरानी कर सकते हैं। एक और ऑप्टिकल विधि प्रकाश के ध्रुवीकरण के विमान के घूर्णन को मापने के लिए है (यदि प्रारंभिक सामग्री और प्रतिक्रिया उत्पादों में अलग-अलग घूर्णन क्षमता होती है)।

समाधान में आयनों की संख्या में बदलाव के साथ कुछ प्रतिक्रियाएं होती हैं। ऐसे मामलों में, समाधान की विद्युत चालकता को मापकर प्रतिक्रिया दर का अध्ययन किया जा सकता है। अगला अध्याय कुछ अन्य इलेक्ट्रोकेमिकल विधियों पर विचार करेगा जिनका उपयोग प्रतिक्रिया दरों को मापने के लिए किया जा सकता है।

प्रतिक्रिया के दौरान निगरानी की जा सकती है, समय पर प्रतिक्रिया प्रतिभागियों में से एक की एक प्रकार की रासायनिक विश्लेषण विधियों के साथ एकाग्रता। प्रतिक्रिया एक थर्मोस्टेटीकृत पोत में की जाती है। कुछ अंतराल के बाद, समाधान (या गैस) का नमूना जहाज से लिया जाता है और घटकों में से एक की एकाग्रता निर्धारित होती है। विश्वसनीय परिणाम प्राप्त करने के लिए, यह महत्वपूर्ण है कि नमूना में, विश्लेषण के लिए चुने गए, प्रतिक्रिया नहीं हुई थी। यह अभिकर्मकों में से एक के रासायनिक बाध्यकारी, समाधान के तेज शीतलन या कमजोर पड़ने से हासिल किया जाता है।

प्रायोगिक अध्ययन से पता चलता है कि प्रतिक्रिया दर कई कारकों पर निर्भर करती है। शुरुआत में इन कारकों के प्रभाव को गुणात्मक स्तर पर मानें।

1.प्रतिक्रिया करने की प्रकृति। प्रयोगशाला अभ्यास से हम जानते हैं कि एसिड बेस का तटस्थता

एन + + आईटी - ® एन 2 ओ

एक छोटे घुलनशील कनेक्शन के गठन के साथ लवण की बातचीत

एजी + सीएल - ® एजीसीएल

और इलेक्ट्रोलाइट समाधानों में अन्य प्रतिक्रियाएं बहुत जल्दी होती हैं। ऐसी प्रतिक्रियाओं को पूरा करने के लिए आवश्यक समय मिलीसेकंड में और यहां तक \u200b\u200bकि माइक्रोसॉन्ड में भी मापा जाता है। यह समझ में आता है, क्योंकि इस तरह की प्रतिक्रियाओं का सार विपरीत चिह्न के आरोपों के साथ चार्ज कणों के एक अभिसरण और परिसर में होता है।

आयनिक प्रतिक्रियाओं के विपरीत, सहसंयोजक बाध्य अणुओं के बीच बातचीत आमतौर पर धीमी गति से बहती है। दरअसल, ऐसे कणों के बीच प्रतिक्रिया के दौरान, प्रारंभिक सामग्रियों के अणुओं में बॉन्ड के बंधन होने चाहिए। इसके लिए, टकराने वाले अणुओं में ऊर्जा का एक निश्चित रिजर्व होना चाहिए। इसके अलावा, यदि अणु काफी जटिल हैं, तो प्रतिक्रिया के बीच होने के क्रम में, वे विशेष रूप से अंतरिक्ष में उन्मुख होना चाहिए।

2. प्रतिक्रियाशील पदार्थों की एकाग्रता। रासायनिक प्रतिक्रिया की गति, अन्य चीजों के बराबर होने के साथ, समय की प्रति इकाई प्रतिक्रियाशील कणों के टकराव की संख्या पर निर्भर करता है। टकराव की संभावना प्रति इकाई मात्रा के कणों की संख्या पर निर्भर करती है, यानी। एकाग्रता से। इसलिए, प्रतिक्रिया दर एकाग्रता में वृद्धि के साथ बढ़ जाती है।

3. भौतिक अवस्था। सजातीय प्रणालियों में, प्रतिक्रिया दर कणों के टकराव की संख्या पर निर्भर करती है समाधान की मात्रा (या गैस)। विषम प्रणालियों में, रासायनिक बातचीत होती है चरण अनुभाग की सतह पर। ठोस के सतह क्षेत्र में वृद्धि को पीसने के साथ ठोस कणों के लिए प्रतिक्रिया कणों की पहुंच की सुविधा प्रदान करता है, जिससे प्रतिक्रिया का एक महत्वपूर्ण त्वरण होता है।

4। तापमान इसका रासायनिक और जैविक प्रक्रियाओं की गति पर इसका महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। बढ़ते तापमान के साथ, गतिशील कण ऊर्जा बढ़ जाती है, और इसलिए, कणों का अनुपात बढ़ता है, जिसकी ऊर्जा रासायनिक बातचीत के लिए पर्याप्त है।

5. सार्थक कारक प्रतिक्रिया करने के पारस्परिक अभिविन्यास की आवश्यकता को दर्शाता है। अणु को कठिन, उनके उचित अभिविन्यास की कम संभावना, टकराव की प्रभावशीलता कम।

6. उत्प्रेरक की उपस्थिति. उत्प्रेरक को पदार्थ कहा जाता है, जिसकी उपस्थिति में रासायनिक प्रतिक्रिया की दर में परिवर्तन होता है। प्रतिक्रिया प्रणाली में डाली गई छोटी मात्रा में और प्रतिक्रिया अपरिवर्तित होने के बाद शेष हैं, वे प्रक्रिया की गति को बेहद बदलने में सक्षम हैं।

मुख्य कारक जिन पर प्रतिक्रिया दर निर्भर करती है उसे नीचे अधिक विस्तार से वर्णित किया जाएगा।

सिस्टम। लेकिन यह मान प्रतिक्रिया की वास्तविक संभावना को प्रतिबिंबित नहीं करता है, इसकी स्पीड और तंत्र।

एक रासायनिक प्रतिक्रिया की एक पूर्ण प्रस्तुति के लिए, आपको ज्ञान की आवश्यकता है जिसके बारे में इसके कार्यान्वयन में अस्थायी पैटर्न हैं, यानी रासायनिक प्रतिक्रिया दर और इसकी विस्तृत तंत्र। गति और प्रतिक्रिया तंत्र अध्ययन रासायनिक गतिकी - रासायनिक प्रक्रिया का विज्ञान।

रासायनिक किनेटिक्स के दृष्टिकोण से, प्रतिक्रिया वर्गीकृत की जा सकती है सरल और जटिल पर.

सरल प्रतिक्रियाएं - मध्यवर्ती कनेक्शन के गठन के बिना प्रक्रियाएं। इसमें भाग लेने वाले कणों की संख्या से, वे विभाजित हैं monomolecular, bimolecular, trimolecular। कणों की 3 से अधिक संख्याओं की टक्कर की संभावना नहीं है, इसलिए, ट्रिमोल्यूलर प्रतिक्रियाएं दुर्लभ हैं, और चार-आणविक एक अज्ञात हैं। जटिल प्रतिक्रियाएं - कई प्राथमिक प्रतिक्रियाओं से युक्त प्रक्रियाएं।

किसी भी प्रक्रिया में अंतर्निहित गति के साथ आगे बढ़ता है, जिसे एक निश्चित अवधि में होने वाले परिवर्तनों द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। मध्य रासायनिक प्रतिक्रिया दरपदार्थ की मात्रा में व्यक्त परिवर्तन एन समय टी की मात्रा वी की इकाई की एक इकाई में उपभोग या प्राप्त पदार्थ।

υ = ± डीएन।/ डीटी।· वी

यदि पदार्थ खर्च किया जाता है, तो उस पर हस्ताक्षर करें "-", यदि संचित हो - "+"

निरंतर मात्रा के साथ:

υ = ± डीसी/ डीटी।,

मापन इकाई एमओएल / एल · सी

सामान्य रूप से, - मान निरंतर है और प्रतिक्रिया में क्या पदार्थ भाग लेने पर निर्भर नहीं करता है, हम अनुसरण करते हैं।

प्रतिक्रिया समय पर अभिकर्मक या उत्पाद की एकाग्रता की निर्भरता के रूप में दर्शाया गया है काइनेटिक वक्रजो दिखता है:

यदि उपरोक्त अभिव्यक्तियों को निम्न अभिव्यक्ति में परिवर्तित किया जाता है तो प्रयोगात्मक डेटा से गणना करना अधिक सुविधाजनक है:

मौजूदा जनता का कानून। आदेश और प्रतिक्रिया दर स्थिर

एक शब्द अभिनय जनता का कानून निम्नानुसार लगता है: प्राथमिक सजातीय रासायनिक प्रतिक्रिया की दर अभिकर्मकों की सांद्रता के उत्पाद के लिए सीधे आनुपातिक है।

यदि अध्ययन की गई प्रक्रिया फॉर्म में प्रस्तुत की जाती है:

ए + बी बी \u003d उत्पाद

फिर रासायनिक प्रतिक्रिया की गति व्यक्त की जा सकती है काइनेटिक समीकरण:

υ \u003d k · [a] a · [b] b या

υ \u003d k · c a · c b b

यहाँ [ ए।] तथा [बी] (सीए। तथासी बी।) - अभिकर्मकों की एकाग्रता,

ऐबी - एक साधारण प्रतिक्रिया के StoichioMetric गुणांक,

क। - प्रतिक्रिया दर निरंतर।

परिमाण का रासायनिक अर्थ क। - यह है गति प्रतिक्रिया एकल सांद्रता के साथ। यही है, अगर पदार्थों की एकाग्रता ए और बी 1 के बराबर है, तो υ = क।.

यह ध्यान में रखना चाहिए कि जटिल रासायनिक प्रक्रिया गुणांक में ऐबी StoichioMetric के साथ मेल न करें।

मौजूदा लोगों का कानून कई स्थितियों के पालन के तहत किया जाता है:

• प्रतिक्रिया थर्मली में सक्रिय है, यानी गर्मी आंदोलन की ऊर्जा।
• अभिकर्मकों की एकाग्रता समान रूप से वितरित की जाती है।
• प्रक्रिया के दौरान गुण और पर्यावरण की स्थिति में परिवर्तन नहीं होता है।
• पर्यावरण गुणों को प्रभावित नहीं करना चाहिए क।.

जटिल प्रक्रियाओं के लिए कार्रवाई जनता का कानून आप आवेदन नहीं कर सकते। यह इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि जटिल प्रक्रिया में कई प्राथमिक चरण होते हैं, और इसकी गति निर्धारित की जाएगी कि सभी चरणों की कुल गति, केवल एक धीमी अवस्था, जिसे कहा जाता है सीमा.

प्रत्येक प्रतिक्रिया का अपना है गण। निर्धारित निजी (आंशिक) आदेश अभिकर्मक I द्वारा। सामान्य (पूर्ण) आदेश। उदाहरण के लिए, प्रक्रिया के लिए रासायनिक प्रतिक्रिया की गति की अभिव्यक्ति में

ए + बी बी \u003d उत्पाद

υ = क।·[ ए।] ए।·[ बी] बी

ए। - अभिकर्मक आदेश लेकिन अ

बी — अभिकर्मक द्वारा आदेश। में

सामान्य आदेश ए। + बी = एन

के लिये साधारण प्रक्रियाएं प्रतिक्रिया प्रक्रिया प्रतिक्रियाशील कणों की संख्या (StoichioMetric गुणांक के साथ मेल खाता है) की संख्या इंगित करता है और पूर्णांक मान स्वीकार करता है। के लिये जटिल प्रक्रियाएं प्रतिक्रिया प्रक्रिया Stoichiometric गुणांक के साथ मेल नहीं खाती है और कोई भी हो सकता है।

हम रासायनिक प्रतिक्रिया की दर को प्रभावित करने वाले कारकों को परिभाषित करते हैं as।

1. प्रतिक्रियाशील पदार्थों की एकाग्रता पर प्रतिक्रिया दर की निर्भरता

   मौजूदा जनता के कानून द्वारा निर्धारित: υ = क।[ ए।] ए।·[ बी] बी

जाहिर है, प्रतिक्रिया करने वाले पदार्थों की सांद्रता में वृद्धि के साथ, बढ़ता है, क्योंकि रासायनिक प्रक्रिया में शामिल पदार्थों के बीच टकराव की संख्या बढ़ जाती है। इसके अलावा, प्रतिक्रिया प्रक्रिया को ध्यान में रखना महत्वपूर्ण है: यदि यह n \u003d 1। कुछ अभिकर्मक के लिए, इसकी गति सीधे इस पदार्थ की एकाग्रता के लिए आनुपातिक है। अगर किसी अभिकर्मक पर n \u003d 2।, इसकी एकाग्रता की दोगुनी 2 2 \u003d 4 गुना की प्रतिक्रिया दर में वृद्धि होगी, और एकाग्रता में वृद्धि 3 गुना प्रतिक्रिया 3 2 \u003d 9 गुना पर बढ़ जाएगी।

रासायनिक प्रतिक्रिया दर, विभिन्न कारकों पर इसकी निर्भरता

होमोजेनिक और विषम रासायनिक प्रतिक्रियाएं

रासायनिक प्रतिक्रियाएं अलग-अलग गति के साथ आगे बढ़ती हैं: कम गति पर - औसत गति पर स्टैलेक्टसाइट्स और स्टैलेग्माइट्स के गठन में - भोजन खाना पकाने के दौरान, तत्काल - जब विस्फोट होता है। लगभग तुरंत जलीय समाधानों में प्रतिक्रियाओं से गुजरता है। हम बेरियम क्लोराइड और सोडियम सल्फेट के समाधान मिश्रण करते हैं - एक प्रक्षेपण के रूप में बेरियम सल्फेट तुरंत बनता है। जल्दी से, लेकिन तुरंत नहीं, सल्फर जल रहा है, मैग्नीशियम हाइड्रोक्लोरिक एसिड, ईथिलीन ब्रोमाइन पानी में भंग कर दिया गया है। लोहे की वस्तुओं पर धीरे-धीरे एक जंग का गठन होता है, तांबा और कांस्य उत्पादों पर एक फ्लैप, धीरे-धीरे घूमता है, दांत नष्ट हो जाते हैं।

रासायनिक प्रतिक्रिया की गति की भविष्यवाणी, साथ ही प्रक्रिया की शर्तों पर इसकी निर्भरता का स्पष्टीकरण - कार्य रासायनिक गतिकी - समय में रासायनिक प्रतिक्रियाओं को लीक करने के पैटर्न के बारे में विज्ञान।

यदि एक सजातीय प्रतिक्रियाएं एक सजातीय माध्यम में होती हैं, उदाहरण के लिए, समाधान में या गैस चरण में, तो प्रतिक्रिया करने वाले पदार्थों की बातचीत पूरे वॉल्यूम में होती है। जैसा कि आप जानते हैं कि ऐसी प्रतिक्रियाएं कहा जाता है होमोजेनिक.

सजातीय प्रतिक्रिया की दर ($ v_ (होमगॉग) $) को प्रति यूनिट मात्रा की प्रति इकाई पदार्थ की मात्रा में परिवर्तन के रूप में परिभाषित किया जाता है:

$ _ (होमोग।) \u003d (δN) / (δT · V), $

जहां $ δN $ एक पदार्थ के मोल की संख्या में बदलाव है (अक्सर स्रोत, लेकिन शायद प्रतिक्रिया उत्पाद); $ ΔT $ - समय अंतराल (सी, न्यूनतम); $ V $ - गैस वॉल्यूम या समाधान (एल)।

चूंकि मात्रा में पदार्थ की मात्रा का अनुपात $ सी $ की एक दाढ़ी एकाग्रता है,

$ (ΔN) / (v) \u003d δc। $

इस तरह, सजातीय प्रतिक्रिया दर समय की प्रति इकाई पदार्थों में से एक की एकाग्रता में बदलाव के रूप में निर्धारित:

$ υ_ (homog।) \u003d (δC) / (δt) [(mol) / (l · s)] $

यदि सिस्टम की मात्रा में परिवर्तन नहीं होता है। यदि प्रतिक्रिया उन पदार्थों के बीच जाती है जो विभिन्न कुल राज्यों में होती हैं (उदाहरण के लिए, ठोस पदार्थ और गैस या तरल के बीच), या उन पदार्थों के बीच जो एक सजातीय माध्यम (उदाहरण के लिए, असफल तरल पदार्थों के बीच) बनाने में असमर्थ हैं, यह केवल उस पर गुजरता है संपर्क पदार्थों की सतह। ऐसी प्रतिक्रियाओं को बुलाया जाता है विजातीय.

विषम प्रतिक्रिया दर इसे सतह की प्रति इकाई प्रति यूनिट पदार्थ की मात्रा में परिवर्तन के रूप में परिभाषित किया गया है:

$ υ_ (homog) \u003d (δC) / (δt · s) [(mol) / (c · m ^ 2)] $

जहां $ s $ संपर्क पदार्थों का सतह क्षेत्र है ($ m ^ 2, ^ 2 $ देखें)।

यदि, एक बहती प्रतिक्रिया के साथ, समय पर विभिन्न बिंदुओं पर स्रोत पदार्थ की एकाग्रता को प्रयोगात्मक रूप से मापें, फिर ग्राफिक रूप से आप इस अभिकर्मक के लिए एक गतिशील वक्र का उपयोग करके अपने परिवर्तन को प्रदर्शित कर सकते हैं।

प्रतिक्रिया दर निरंतर मूल्य नहीं है। हमने एक निश्चित समय अंतराल पर इस प्रतिक्रिया के केवल कुछ औसत वेग का संकेत दिया।

कल्पना कीजिए कि हम प्रतिक्रिया दर निर्धारित करते हैं

$ H_2 + CL_2 → 2HCL $

ए) $ N_2 $ की एकाग्रता को बदलकर;

बी) $ एचसीएल $ की एकाग्रता को बदलकर।

क्या हम वही मिलेगा? आखिरकार, $ 1 $ mol $ N_2 $ 2 $ mol $ hcl $ से बनाया गया है, इसलिए बी के मामले में गति दो गुना से अधिक हो जाएगी। नतीजतन, प्रतिक्रिया दर का मूल्य इस बात पर निर्भर करता है कि यह किस पदार्थ को निर्धारित करता है।

पदार्थ की मात्रा को बदलना जिसके अनुसार प्रतिक्रिया दर निर्धारित की जाती है वह शोधकर्ता द्वारा देखी गई बाहरी कारक है। वास्तव में, सभी प्रक्रियाओं को सूक्ष्म स्तर पर किया जाता है। जाहिर है, कुछ कणों को प्रतिक्रिया देने के लिए, उन्हें पहले सामना करना पड़ता है, और प्रभावी ढंग से सामना करना पड़ता है: विभिन्न दिशाओं में गेंदों की तरह नष्ट न करें, और ताकि कणों में हम पुराने कनेक्शन को ध्वस्त कर सकें और नए बनाने में सक्षम थे, लेकिन के लिए, लेकिन के लिए इस कण में पर्याप्त ऊर्जा होनी चाहिए।

अनुमानित आंकड़ों से पता चलता है कि, उदाहरण के लिए, वायुमंडलीय दबाव पर अणुओं की टक्कर के गैसों में, यह अनुमान लगाया गया है कि $ 1 $ दूसरा के लिए अरबों, यानी सभी प्रतिक्रियाओं को तुरंत जाना होगा। लेकिन यह नहीं है। यह पता चला है कि अणुओं के केवल एक बहुत ही छोटे अनुपात में आवश्यक ऊर्जा प्रभावी टकराव होती है।

ऊर्जा की न्यूनतम अधिकता जिसमें कण (या कणों की एक जोड़ी) होनी चाहिए ताकि प्रभावी टकराव हो, कहा जाता है ऊर्जा सक्रियण $ E_a $।

इस प्रकार, सभी कणों के मार्ग पर प्रतिक्रिया, $ e_a $ की सक्रियण ऊर्जा के बराबर एक ऊर्जा बाधा है। जब यह छोटा होता है, तो ऐसे कई कण होते हैं जो इसे दूर कर सकते हैं, और प्रतिक्रिया दर बड़ी है। अन्यथा, पुश की आवश्यकता है। जब आप शराब को हल्का करने के लिए एक मैच बनाते हैं, तो आप अतिरिक्त ऊर्जा $ E_A $ को सूचित करते हैं, जो ऑक्सीजन अणुओं (बाधा पर काबू पाने) के साथ अल्कोहल अणुओं के प्रभावी प्रभाव के लिए आवश्यक है।

अंत में, हम निष्कर्ष निकालते हैं: व्यावहारिक रूप से कई संभावित प्रतिक्रियाएं नहीं जाती हैं, क्योंकि उच्च सक्रियण ऊर्जा।

यह हमारे जीवन के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। कल्पना कीजिए कि क्या हुआ यदि सभी थर्मोडायनामिक रूप से अनुमत प्रतिक्रियाएं किसी भी ऊर्जा बाधा (सक्रियण ऊर्जा) के बिना जा सकती हैं। एयर ऑक्सीजन उन सभी चीज़ों के साथ प्रतिक्रिया करेगा जो जला सकते हैं या सिर्फ ऑक्सीकरण कर सकते हैं। सभी कार्बनिक पदार्थ पीड़ित होंगे, वे कार्बन डाइऑक्साइड $ CO_2 $ और $ H_2O $ पानी में बदल गए होंगे।

रासायनिक प्रतिक्रिया की गति कई कारकों पर निर्भर करती है। मुख्य लोग हैं: प्रतिक्रियाओं की प्रकृति और एकाग्रता, दबाव (गैसों की भागीदारी के साथ प्रतिक्रियाओं में), तापमान, उत्प्रेरक के प्रभाव और विषम प्रतिक्रियाओं के मामले में प्रतिक्रियाशील पदार्थों की सतह। रासायनिक प्रतिक्रिया की दर पर इन कारकों में से प्रत्येक के प्रभाव पर विचार करें।

तापमान

आप जानते हैं कि अधिकांश मामलों में तापमान में वृद्धि के साथ, रासायनिक प्रतिक्रिया की दर में उल्लेखनीय वृद्धि होती है। XIX शताब्दी में डच रसायनज्ञ या एच। वेंट-हॉफ ने नियम तैयार किया:

प्रत्येक $ 10 डिग्री सेल्सियस के लिए तापमान में वृद्धि 2-4 गुना की प्रतिक्रिया दर में वृद्धि की ओर ले जाती है (इस मान को प्रतिक्रिया के तापमान गुणांक कहा जाता है)।

तापमान में वृद्धि के साथ, अणुओं की औसत वेग, उनकी ऊर्जा, टकराव की संख्या थोड़ा बढ़ जाती है, लेकिन प्रतिक्रिया के ऊर्जा बाधा पर काबू पाने वाले प्रभावी टकराव में शामिल सक्रिय अणुओं का अनुपात तेजी से बढ़ता है।

गणितीय रूप से, यह निर्भरता अनुपात द्वारा व्यक्त की जाती है:

$ υ_ (t_2) \u003d υ_ (t_1) γ ^ ((T_2-T_1) / (10)), $

जहां $ _ (T_1) $ और $ _ (T_2) $ - प्रतिक्रिया गति, क्रमशः, $ T_2 $ और प्रारंभिक $ T_1 $ तापमान, और $ γ $ - प्रतिक्रिया दर का तापमान गुणांक के साथ, जो दर्शाता है कि कितने प्रत्येक $ 10 डिग्री सेल्सियस $ के लिए तापमान बढ़ाने के साथ प्रतिक्रिया दर।

हालांकि, प्रतिक्रिया दर में वृद्धि करने के लिए, तापमान वृद्धि हमेशा लागू नहीं होती है, क्योंकि स्रोत सामग्री विघटित हो सकती है, सॉल्वैंट्स या पदार्थ स्वयं वाष्पीकरण कर सकते हैं।

प्रतिक्रियाशील पदार्थों की एकाग्रता

गैसीय पदार्थों की प्रतिक्रिया में भागीदारी के साथ दबाव बदलना भी इन पदार्थों की एकाग्रता में बदलाव की ओर जाता है।

कणों के बीच रासायनिक बातचीत करने के लिए, उन्हें प्रभावी ढंग से सामना करना पड़ता है। प्रतिक्रियाओं की एकाग्रता जितनी अधिक होगी, प्रतिक्रिया दर से क्रमशः, अधिक टकराव और अधिक। उदाहरण के लिए, शुद्ध ऑक्सीजन एसिटिलीन में बहुत जल्दी जलता है। इस मामले में, तापमान धातु को पिघलने के लिए पर्याप्त विकास कर रहा है। 1867 में नार्वेजियन, के। गुल्डेनबर्ग और पी। वैगा द्वारा एक बड़ी प्रयोगात्मक सामग्री के आधार पर और 1865 में उनके बावजूद, रासायनिक किनेटिक्स का मुख्य कानून रूसी वैज्ञानिकों द्वारा तैयार किया गया था, प्रतिक्रियाओं की एकाग्रता पर प्रतिक्रिया दर की निर्भरता स्थापित किया गया था ।

रासायनिक प्रतिक्रिया की दर प्रतिक्रिया समीकरण में उनके गुणांक के बराबर डिग्री में ली गई प्रतिक्रियाओं के ध्यान पदार्थों की सांद्रता के आनुपातिक है।

इस कानून को मौजूदा जनता का कानून भी कहा जाता है।

$ A + B \u003d D $ की प्रतिक्रिया के लिए, यह कानून निम्नानुसार व्यक्त किया गया है:

$ υ_1 \u003d k_1 · C_A · C_B $

$ 2A + B \u003d D $ की प्रतिक्रिया के लिए, यह कानून इस तरह व्यक्त किया गया है:

$ υ_2 \u003d k_2 · c_a ^ 2 · C_B $

यहां $ s_a, s_v $ - पदार्थों की एकाग्रता $ $ (एमओएल / एल) में $ ए $ और $; $ K_1 $ और $ K_2 $ - प्रतिक्रिया दर स्थिरांक नामक आनुपातिकता गुणांक।

प्रतिक्रिया दर निरंतर का भौतिक अर्थ स्थापित करना मुश्किल नहीं है - यह गणना दर के बराबर है, जिसमें प्रतिक्रियाशील पदार्थों की सांद्रता $ 1 $ mol / l या उनके उत्पाद के बराबर होती है। इस मामले में, यह स्पष्ट है कि प्रतिक्रिया दर निरंतर केवल तापमान पर निर्भर करती है और पदार्थों की एकाग्रता पर निर्भर नहीं करती है।

सक्रिय लोगों का कानून एक ठोस स्थिति में प्रतिक्रिया वाले पदार्थों की एकाग्रता को ध्यान में नहीं रखता है, क्योंकि वे सतह पर प्रतिक्रिया करते हैं, और उनकी सांद्रता आमतौर पर स्थिर होती है।

उदाहरण के लिए, कोयला जलती प्रतिक्रिया के लिए

प्रतिक्रिया दर की अभिव्यक्ति के रूप में दर्ज किया जाना चाहिए:

$ υ \u003d k · c_ (O_2) $

यानी प्रतिक्रिया दर केवल ऑक्सीजन की एकाग्रता के लिए आनुपातिक है।

यदि प्रतिक्रिया समीकरण केवल कई चरणों में गुजरने वाली कुल रासायनिक प्रतिक्रिया का वर्णन करता है, तो इस तरह की प्रतिक्रिया की दर शुरुआती सामग्रियों की सांद्रता पर निर्भर होना मुश्किल हो सकती है। यह निर्भरता प्रयोगात्मक या सैद्धांतिक रूप से इच्छित प्रतिक्रिया तंत्र के आधार पर निर्धारित की जाती है।

उत्प्रेरक उपकरण

प्रतिक्रिया तंत्र का उपयोग करके प्रतिक्रिया दर को बढ़ाना संभव है जो प्रतिक्रिया तंत्र को बदलते हैं और इसे कम सक्रियण ऊर्जा के साथ ऊर्जावान रूप से अधिक लाभप्रद तरीके से भेजते हैं। वे कहते हैं उत्प्रेरक (लैट से। कैटालिसिस - विनाश)।

उत्प्रेरक एक अनुभवी कंडक्टर के रूप में कार्य करता है, पर्यटकों के एक समूह को मार्गदर्शन करता है, पहाड़ों में उच्च पास के माध्यम से नहीं (इसके परवाह के लिए बहुत समय और समय की आवश्यकता होती है और हर किसी के लिए उपलब्ध नहीं होती है), लेकिन प्रसिद्ध बाईपास ट्रेल्स के अनुसार, जिसके अनुसार पहाड़ को बहुत आसान और तेज़ किया जा सकता है। सच है, जिस तरह से यह बिल्कुल नहीं है जहां मुख्य पास अग्रणी है। लेकिन कभी-कभी यह आवश्यक है! इस तरह उत्प्रेरक जो कॉल करते हैं चयनात्मक। यह स्पष्ट है कि अमोनिया और नाइट्रोजन को जलाने की कोई आवश्यकता नहीं है, लेकिन नाइट्रोजन ऑक्साइड (ii) उत्पादन में उपयोग का उपयोग करता है नाइट्रिक एसिड.

उत्प्रेरक पदार्थ रासायनिक प्रतिक्रिया में शामिल पदार्थ होते हैं और इसकी गति या दिशा बदलते हैं, लेकिन प्रतिक्रिया के अंत में निरंतर और कुशलता से शेष रहते हैं।

उत्प्रेरक कॉल का उपयोग करके रासायनिक प्रतिक्रिया या इसकी दिशा की गति को बदलना कटैलिसीस। विभिन्न उद्योगों और परिवहन (उत्प्रेरक कन्वर्टर्स, हानिरहित नाइट्रोजन में कार निकास गैसों के नाइट्रोजन ऑक्साइड को परिवर्तित करने) में उत्प्रेरक का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

दो प्रकार के उत्प्रेरण को अलग करें।

होमोजेनिक कैटलिसिसजिसमें उत्प्रेरक और प्रतिक्रियाशील पदार्थ एक कुल राज्य (चरण) में हैं।

विषम उत्प्रेरणजिसमें उत्प्रेरक और प्रतिक्रियाशील पदार्थ अलग-अलग चरणों में होते हैं। उदाहरण के लिए, मैंगनीज ऑक्साइड (iv) के लिए एक ठोस उत्प्रेरक की उपस्थिति में हाइड्रोजन पेरोक्साइड का अपघटन:

$ 2h_2o_2 (→) ↖ (mno_2 (i)) 2h_2o _ ((g)) + O_2 (D) $

उत्प्रेरक को प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप उपभोग नहीं किया जाता है, लेकिन यदि अन्य पदार्थों को इसकी सतह पर adsorbed किया जाता है (उन्हें बुलाया जाता है उत्प्रेरक जहर), सतह एक अक्षम हो जाती है, उत्प्रेरक पुनर्जन्म की आवश्यकता होती है। इसलिए, उत्प्रेरक प्रतिक्रिया करने से पहले, प्रारंभिक सामग्री पूरी तरह से शुद्ध हो जाती है।

उदाहरण के लिए, सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में, एक ठोस उत्प्रेरक संपर्क विधि में उपयोग किया जाता है - वैनेडियम ऑक्साइड (वी) $ v_2o_5 $:

$ 2SO_2 + O_2⇄2SO_3 $

मेथनॉल के उत्पादन में, एक ठोस जिक्रोमिक उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है ($ 8zno · cr_2o_3 × cro_3 $):

$ CO _ ((G)) + 2H_ (2 (G)) ⇄CH_3OH _ ((D)) $

जैविक उत्प्रेरक बहुत प्रभावी ढंग से काम करते हैं - एंजाइमों। रासायनिक प्रकृति में, ये प्रोटीन हैं। उनके लिए जीवित जीवों में, उच्च गति पर कम तापमान के साथ, जटिल रासायनिक प्रतिक्रियाएं आगे बढ़ती हैं। एंजाइमों को विशेष विशिष्टता से चिह्नित किया जाता है, उनमें से प्रत्येक केवल अपनी प्रतिक्रिया को तेज करता है, सही समय पर और सही जगह पर उपज के साथ $ 100% के करीब है। कृत्रिम उत्प्रेरक के समान एंजाइम बनाना - रसायनविदों का सपना!

बेशक, आपने अन्य दिलचस्प पदार्थों के बारे में सुना - इनहिबिटर्स (लैट से। निरोधक - हिरासत में)। वे कम प्रभावी यौगिकों के गठन के साथ सक्रिय कणों के साथ उच्च गति के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। नतीजतन, प्रतिक्रिया तेजी से धीमा हो जाती है और फिर बंद हो जाती है। अवांछित प्रक्रियाओं को रोकने के लिए इनहिबिटर अक्सर विभिन्न पदार्थों में विशेष रूप से जोड़े जाते हैं।

उदाहरण के लिए, अवरोधक का उपयोग हाइड्रोजन पेरोक्साइड समाधान, मोनोमर्स को समय से पहले बहुलककरण, हाइड्रोक्लोरिक एसिड को रोकने के लिए, ताकि इसे इस्पात कंटेनर में परिवहन करना संभव हो। इनहिबिटर भी जीवित जीवों में निहित हैं, वे ऊतक कोशिकाओं में विभिन्न हानिकारक ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं को दबाते हैं जिन्हें शुरू किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, रेडियोधर्मी विकिरण।

प्रतिक्रियाशील पदार्थों की प्रकृति (उनकी रचना, संरचना)

सक्रियण ऊर्जा मूल्य वह कारक है जिसके द्वारा प्रतिक्रिया दर पर प्रतिक्रियाशील पदार्थों की प्रकृति का प्रभाव प्रभावित होता है।

यदि सक्रियण ऊर्जा छोटी है ($)< 40$ кДж/моль), то это означает, что значительная часть столкновений между частицами реагирующих веществ приводит к их взаимодействию, и скорость такой реакции очень большая. Все реакции ионного обмена протекают практически мгновенно, ибо в этих реакциях участвуют разноименно заряженные ионы, и энергия активации в этих случаях ничтожно мала.

यदि सक्रियण ऊर्जा बड़ी है ($\u003e $ 120 केजे / एमओएल), तो इसका मतलब है कि इंटरैक्टिंग कणों के बीच टकरावों का केवल एक महत्वहीन हिस्सा प्रतिक्रिया की ओर जाता है। इस तरह की प्रतिक्रिया की गति इसलिए बहुत छोटी है। उदाहरण के लिए, सामान्य तापमान पर अमोनिया संश्लेषण प्रतिक्रिया का प्रवाह लगभग असंभव है।

यदि सक्रियण ऊर्जा में मध्यवर्ती मूल्य ($ 40-120 $ kj / mol) है, तो ऐसी प्रतिक्रियाओं की गति औसत होगी। इस तरह की प्रतिक्रियाओं में पानी या एथिल अल्कोहल के साथ सोडियम की बातचीत, ईथिलीन द्वारा ब्रोमाइन पानी की मलिनकिरण, हाइड्रोक्लोरिक एसिड आदि के साथ जस्ता की बातचीत आदि शामिल हैं।

प्रतिक्रियाशील पदार्थों के संपर्क की सतह

पदार्थों पर जा रहे प्रतिक्रियाओं की दर, यानी विषम अन्य चीजों पर निर्भर करता है कि इस सतह के गुणों के बराबर हो। यह ज्ञात है कि हाइड्रोक्लोरिक एसिड में चाक पाउडर बहुत तेज है, जो चाक के द्रव्यमान के बराबर है।

प्रतिक्रिया दर में वृद्धि मुख्य रूप से शुरुआती सामग्रियों से संपर्क करने की सतह में वृद्धि के साथ-साथ कई अन्य कारणों से भी बढ़ी हुई है, उदाहरण के लिए, सही क्रिस्टल जाली की संरचना का विनाश। इससे इस तथ्य की ओर जाता है कि गठित माइक्रोक्रिस्टल की सतह पर कण चिकनी सतह पर समान कणों की तुलना में काफी प्रतिक्रियाशील हैं।

उद्योग में विषम प्रतिक्रियाओं का संचालन करने के लिए, एक उबलते परत का उपयोग प्रतिक्रियाशील पदार्थों के संपर्क की सतह, प्रारंभिक सामग्री की आपूर्ति और उत्पादों को हटाने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, उबलते परत, cchedan फायरिंग का उपयोग कर सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में; एक उबलते परत का उपयोग करके कार्बनिक रसायन शास्त्र में, असफल उत्प्रेरक के पेट्रोलियम उत्पादों और पुनर्जन्म (बहाली) की उत्प्रेरक क्रैकिंग की जाती है।

अवधारणा का निर्धारण करते समय रासायनिक प्रतिक्रिया गति सजातीय और विषम प्रतिक्रियाओं को अलग करना आवश्यक है। यदि प्रतिक्रिया एक सजातीय प्रणाली में आगे बढ़ती है, उदाहरण के लिए, समाधान में या गैसों के मिश्रण में, यह पूरे सिस्टम में जाती है। सजातीय प्रतिक्रिया दरप्रतिक्रिया तक पहुंचने वाले पदार्थ की मात्रा या परिणामी प्रतिक्रिया प्रणाली की प्रति इकाई मात्रा प्रति इकाई मात्रा की प्रति इकाई की प्रति इकाई कहा जाता है। चूंकि पदार्थ के मोल्स की संख्या का अनुपात जिसमें मात्रा में मात्रा में होता है, इसलिए पदार्थ की एक दाढ़ी एकाग्रता होती है, एक सजातीय प्रतिक्रिया की गति को भी परिभाषित किया जा सकता है किसी भी पदार्थ के समय की प्रति इकाई एकाग्रता में परिवर्तन: प्रारंभिक अभिकर्मक या प्रतिक्रिया उत्पाद। गणना परिणाम के लिए हमेशा सकारात्मक होता है, स्वतंत्र रूप से, यह अभिकर्मक या उत्पाद द्वारा उत्पादित होता है, सूत्र में "±" चिह्न का उपयोग किया जाता है:

प्रतिक्रिया की प्रकृति के आधार पर, समय न केवल सेकंड में व्यक्त किया जा सकता है, क्योंकि सिस्टम की आवश्यकता होती है, लेकिन मिनटों या घंटों में भी। प्रतिक्रिया के दौरान, इसकी गति का मूल्य स्थिर नहीं है, लेकिन लगातार बदलता है: प्रारंभिक सामग्री की सांद्रता के बाद से कमी आती है। उपरोक्त गणना कुछ समय अंतराल के लिए प्रतिक्रिया दर का औसत मूल्य देती है δτ \u003d τ 2 - τ 1। सही (तत्काल) गति को सीमा के रूप में परिभाषित किया जाता है जिस पर अनुपात δ से/ Δτ δτ → 0 पर, यानी सही दर एकाग्रता एकाग्रता के बराबर है।

प्रतिक्रिया के लिए, समीकरण में जिसमें StoichioMetric गुणांक हैं जो इकाई से भिन्न हैं, विभिन्न पदार्थों में व्यक्त गति मूल, असमान। उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया के लिए ए + 3 बी \u003d डी + 2 ई, पदार्थ की खपत एक प्रार्थना के बराबर होती है, पदार्थ तीन मोलों में होता है, पदार्थ ई-दो मील की दूरी पर होता है। इसलिये υ (A) \u003d ⅓ υ (B) \u003d υ (D) \u003d ½ υ (ई) या υ (इ)। \u003d ⅔ υ (में)।

यदि प्रतिक्रिया विषम प्रणाली के विभिन्न चरणों में स्थित पदार्थों के बीच आगे बढ़ती है, तो यह केवल इन चरणों के खंड की सतह पर जा सकती है। उदाहरण के लिए, एक एसिड के समाधान की बातचीत और धातु का एक टुकड़ा केवल धातु की सतह पर होता है। विषम प्रतिक्रिया दरउस पदार्थ की मात्रा जो प्रतिक्रिया तक पहुंचती है या प्रति इकाई की प्रति इकाई सतह प्रति इकाई की प्रति इकाई प्रतिक्रिया प्रतिक्रिया:

.

प्रतिक्रियाशील पदार्थों की एकाग्रता पर रासायनिक प्रतिक्रिया दर की निर्भरता सक्रिय जनता के कानून द्वारा व्यक्त की जाती है: निरंतर तापमान पर, रासायनिक प्रतिक्रिया की दर प्रतिक्रिया समीकरण में इन पदार्थों के सूत्रों के बराबर गुणांक के बराबर डिग्री के लिए किए गए प्रतिक्रियाशील पदार्थों के दाढ़ी सांद्रता के उत्पाद के लिए सीधे आनुपातिक होती है। फिर प्रतिक्रिया के लिए

2 ए + में → उत्पादों

उचित अनुपात υ ~ · से एक 2 · से में, और समानता में संक्रमण करने के लिए, आनुपातिकता गुणांक पेश किया जाता है क।, बुला हुआ प्रतिक्रिया दर स्थिर:

υ = क।· से एक 2 · से में \u003d। क।· [ए] 2 · [in]

(सूत्रों में दाढ़ी सांद्रता को एक पत्र के रूप में दर्शाया जा सकता है से संबंधित सूचकांक और पदार्थ के सूत्र के साथ स्क्वायर ब्रैकेट में निष्कर्ष निकाला गया)। प्रतिक्रिया दर का भौतिक अर्थ निरंतर 1 एमओएल / एल के बराबर सभी प्रतिक्रियाओं की सांद्रता पर प्रतिक्रिया दर है। प्रतिक्रिया दर का आयाम निरंतर समीकरण के दाहिने हिस्से में कारकों की संख्या पर निर्भर करता है और सी -1 हो सकता है; एस -1 · (एल / एमओएल); सी -1 · (एल 2 / एमओएल 2), आदि, यानी, ताकि किसी भी मामले में प्रतिक्रिया की गणना दर एमओएल · एल -1 · एस -1 में व्यक्त की गई थी।

कानून के समीकरण के लिए विषम प्रतिक्रियाओं के लिए, द्रव्यमान की कार्रवाई में केवल उन पदार्थों की सांद्रता शामिल है जो गैस चरण में या समाधान में हैं। ठोस चरण में पदार्थ की एकाग्रता स्थायी राशि का प्रतिनिधित्व करती है और गति स्थिरता में प्रवेश करती है, उदाहरण के लिए, सी + ओ 2 \u003d सीओ 2 की कोयला दहन प्रक्रिया के लिए, जनता की कार्रवाई का कानून लिखा गया है:

υ = के मैं· Const · · क।·,

कहा पे क।= के मैं· कॉन्स।

सिस्टम में, जहां एक या अधिक पदार्थ गैस होते हैं, प्रतिक्रिया दर भी दबाव पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, जब हाइड्रोजन आयोडीन वाउचर एच 2 + I 2 \u003d 2Hi के साथ बातचीत करता है, तो रासायनिक प्रतिक्रिया की गति अभिव्यक्ति द्वारा निर्धारित की जाएगी:

υ = क।··.

यदि आप दबाव बढ़ाते हैं, उदाहरण के लिए, 3 गुना, सिस्टम द्वारा कब्जे वाली मात्रा एक ही समय में घट जाएगी, और इसलिए, प्रत्येक प्रतिक्रिया वाले पदार्थों की एकाग्रता एक ही समय में बढ़ेगी। इस मामले में प्रतिक्रिया दर 9 गुना बढ़ जाएगी

तापमान की प्रतिक्रिया दर की निर्भरता वेंट-गोफ नियम का वर्णन करता है: हर 10 डिग्री के लिए बढ़ते तापमान के साथ, प्रतिक्रिया दर 2-4 गुना बढ़ जाती है। इसका मतलब है कि अंकगणितीय प्रगति में तापमान में वृद्धि के साथ, ज्यामितीय प्रगति में रासायनिक प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है। प्रगति के सूत्र में आधार है प्रतिक्रिया दर का तापमान गुणांक γ, यह दर्शाता है कि इस प्रतिक्रिया की गति कितनी बार बढ़ जाती है (या, यह वही चीज गति स्थिर होती है) तापमान में 10 डिग्री तक की वृद्धि के साथ। गणितीय रूप से, वेंट-गोफ नियम सूत्रों द्वारा व्यक्त किया जाता है:

या

जहां और - प्रतिक्रिया दर, क्रमशः, जब प्रारंभिक टी 1 और परिमित टी 2 तापमान। निम्नलिखित अनुपात द्वारा वेंट-गोफ नियम भी व्यक्त किया जा सकता है:

; ; ; ,

जहां और - गति के अनुसार और तापमान पर प्रतिक्रिया दर की निरंतरता टी ; और - तापमान पर समान मूल्य टी +10एन; एन - "दस डिग्री" अंतराल की संख्या ( एन =(टी 2 –टी 1) / 10), जिसने तापमान को बदल दिया (पूर्णांक या आंशिक, सकारात्मक या नकारात्मक हो सकता है)।

समस्याओं को हल करने के उदाहरण

उदाहरण 1। यदि आप 2 गुना दबाव बढ़ाते हैं, तो एक बंद पोत में बहने वाले 2Сo + o 2 \u003d 2so 2 की प्रतिक्रिया दर कैसे होगी?

फेसला:

इस रासायनिक प्रतिक्रिया की दर अभिव्यक्ति द्वारा निर्धारित की जाती है:

υ Nach \u003d। क।· [सीओ] 2 · [ओ 2]।

दबाव में वृद्धि 2 बार दोनों अभिकर्मकों की एकाग्रता में वृद्धि की ओर बढ़ती है। इस बात को ध्यान में रखते हुए, हम मौजूदा द्रव्यमान के कानून की अभिव्यक्ति को फिर से लिखते हैं:

υ 1 = क।· 2 · \u003d क।· 2 2 [सीओ] 2 · 2 [ओ 2] \u003d 8 क।· [CO] 2 · [o 2] \u003d 8 υ नच

उत्तर: प्रतिक्रिया दर 8 गुना बढ़ जाएगी।

उदाहरण 2।गणना करें कि यदि सिस्टम का तापमान 20 डिग्री सेल्सियस से 100 डिग्री सेल्सियस तक है, तो प्रतिक्रिया दर 20 डिग्री सेल्सियस से 100 डिग्री सेल्सियस तक कितनी गुना बढ़ जाएगी।

फेसला:

प्रतिक्रिया दरों का अनुपात दो अलग-अलग तापमान पर एक तापमान गुणांक और सूत्र में परिवर्तन से जुड़ा हुआ है:

गणना:

उत्तर: प्रतिक्रिया दर 6561 बार बढ़ेगी।

उदाहरण 3। एक सजातीय प्रतिक्रिया का अध्ययन करते समय + 2 बी \u003d 3 डी, यह पाया गया कि प्रतिक्रिया के 8 मिनट के लिए बहने के लिए, रिएक्टर में पदार्थ की मात्रा 5.6 मिलीलीटर से 4.4 मिलीलीटर तक घट गई। प्रतिक्रिया द्रव्यमान की मात्रा 56 लीटर थी। पदार्थ ए, बी और डी द्वारा अध्ययन किए गए समय अंतराल के लिए औसत रासायनिक प्रतिक्रिया दर की गणना करें।

फेसला:

हम फॉर्मूला का उपयोग "औसत रासायनिक प्रतिक्रिया दर" की अवधारणा की परिभाषा के अनुसार करते हैं और अभिकर्मक ए द्वारा औसत वेग देने के लिए संख्यात्मक मूल्यों को प्रतिस्थापित करते हैं:

प्रतिक्रिया समीकरण से यह इस प्रकार है कि पदार्थ की कमी की दर और पदार्थ की कमी की दर और उत्पाद डी की मात्रा में वृद्धि के रूप में द्रव्यमान की कमी की दर तीन गुना अधिक है। इसलिये:

υ (A) \u003d ½ υ (B) \u003d ⅓ υ (डी)

और फिर υ (B) \u003d 2 υ (ए) \u003d 2 · 2.68 · 10 -3 \u003d 6, 36 · 10 -3 एमओएल · एल -1 · न्यूनतम -1;

υ (D) \u003d 3 υ (ए) \u003d 3 · 2.68 · 10 -3 \u003d 8, 04 · 10 -3 मोल · एल -1 · न्यूनतम -1

उत्तर: (ए) \u003d 2.68 · 10 -3 एमओएल · एल -1 · न्यूनतम -1; υ (बी) \u003d 6, 36 · 10 -3 एमओएल · एल -1 · न्यूनतम -1; υ (डी) \u003d 8, 04 · 10 -3 मोल · एल -1 · न्यूनतम -1।

उदाहरण 4। एक सजातीय प्रतिक्रिया के आधार को निर्धारित करने के लिए ए + 2 वी → उत्पादों को पदार्थ की विभिन्न सांद्रता पर दो प्रयोग किए गए थे और प्रतिक्रिया दर को मापा गया था।