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

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

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

Формула (средняя скорость): $v = \frac{\Delta C}{\Delta t}$ где:

Пример: Если концентрация $H_2$ уменьшилась с 0,8 до 0,4 моль/л за 10 секунд: $v = \frac{0,8 - 0,4}{10} = 0,04 \text{ моль/л·с}$

Определяется по касательной к графику зависимости концентрации от времени.

Природа веществ — Реакции между ионами в растворах идут быстрее, чем между молекулами. Газообразные реагенты реагируют быстрее, чем твёрдые.
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.
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).
Площадь поверхности — Чем мельче измельчено вещество, тем выше скорость (реакции идут по поверхности).

Пример: порошковый магний сгорает быстрее, чем кусок металла.

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).
Давление (для газов) — Увеличение давления увеличивает концентрацию газов → скорость ↑.

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?