Скорость химической реакции

введение

Термин скорость реакции означает скорость, с которой образуются продукты, либо скорость, с которой расходуются реагенты при протекании химической реакции. Скорости различных реакций могут очень сильно отличаться друг от друга. В некоторых реакциях образование продуктов и расходование реагентов происходят так быстро, что эти реакции могут рассматриваться практически как мгновенные. Примером таких реакций являются взрывы. Как только начнется такая реакция, она сразу же завершается. Мгновенно протекают также многие ионные реакции. Примером подобных мгновенных реакций является следующая реакция нейтрализации:

H+ (водн.) + OH- (водн.) = H2O (ж.)

Однако в других случаях реакции протекают столь медленно, что для их завершения требуются месяцы или даже годы. Для завершения реакции ферментации виноградного сока, в результате которой образуется вино, требуется несколько месяцев. А после этого при хранении вина может понадобиться еще несколько лет для протекания сложных химических процессов, благодаря которым вино приобретает свой полный вкусовой букет.

Американский космический корабль многоразового использования «Челленджер». движущийся со скоростью 2000 миль в час, через 58,32 с после запуска в свой последний десятый полет. Ракета-носитель «Челлеиджера» приводилась в действие двумя твердотопливными двигателями, а также с помощью 378 000 галлонов жидкого водорода и 140 000 галлонов жидкого кислорода. Эти две жидкости находились в изолированных друг от друга отделениях внешнего бака, имевшего размеры десятиэтажного здания. Жидкое топливо накачивалось в три двигателя ракеты, где оно смешивалось и сгорало, образуя перегретый пар с температурой выше 3000 0C и создавая огромную тягу. Через несколько мгновений после того, как был сделан этот снимок, внешний бак взорвался с такок силой, как небольшая атомная бомба.

 

Скорость каждой конкретной реакции может изменяться в зависимости от ряда факторов. Наиболее важными из них являются концентрация или давление реагентов температура, наличие катализатора и доступность реагентов. Проиллюстрировав влияние этих факторов на скорость протекания реакции можно нагляднее всего нг примере реакции между водородом и кислородом. При наличии достаточного количества кислорода или воздуха водород быстро сгорает, образуя воду:

2H2 (г.)+ O2 (г.) = 2H2O (г.) Однако, если поступление воздуха ограничено, реакция может протекать со взрывом

Большинство преподавателей химии хорошо знают об опасности взрыв: водорода при его получении из цинка и соляной кислоты. Летящие осколки стекл; при гаком взрыве могут стать причиной серьезных ранений, особенно для глаз. Такие же самопроизвольные взрывы водорода, только гораздо меньшей силы, часто используются в лабораторных условиях для проведения пробы «хлопком: на полное удаление водорода из какой-либо химической установки.

Обшивка взорвавшегося американского космического корабля «Челленджер», поднятая со дна Атлантического океана, при погрузке на корабль береговой охраны США.

Интересно, что, если смесь водорода и кислорода не поджигать, реакция между ними будет протекать столь медленно, что визуально ее совершенно невозможно обнаружить. Следовательно, одна и та же реакция в зависимости от условий может иметь взрывной характер или же протекать бесконечно медленно.

В ходе реакции ее скорость меняется. Скорость большинства реакций максимальна вначале и постепенно уменьшается, приближаясь к нулевой. Это можно продемонстрировать, если добавить разбавленную соляную кислоту к карбонату кальция. Сразу же по добавлении кислоты реакционная смесь бурно вскипает из-за быстрого образования диоксида углерода. По мере замедления реакции выделение пузырьков все уменьшается.

 

Оглавление: