Скорость химических реакций.

Под скоростью реакции понимается изменение концентрации реагирующих веществ в единицу времени. При этом концентрацию обычно выражают числом молей вещества на единицу объема реакционной смеси, время. Чтобы вычислить скорость реакции, необходимо знать, насколько изменилась концентрация одного из реагирующих веществ в единицу времени. Например, за какой-то промежуток времени Δ t = t₂ – t₁ концентрация реагирующих веществ уменьшается на Δ С = С₁ – С₂ . Тогда средняя скорость реакции за промежуток времени Δt

_ср =  Δ С / Δ t (1.)

Знак минус в правой части выражения (1.) означает, что концентрация реагирующих веществ, а следовательно, и скорость химической реакции уменьшаются.

Средняя скорость не отражает истинной скорости в каждый момент времени, поэтому математически истинную скорость  реакции в данный момент принято выражать отношением бесконечно малого изменения концентрации dC к бесконечно малому отрезку времени dt, в течение которого произошло изменение концентрации:

 =  ­­­­­­­­­­­­­ Сd / dt (2.)

Если изучается изменение концентрации одного из исходных веществ, то dC / dt  0, если одного из продуктов реакции, то dC / dt  0. Скорость реакции всегда считается положительной, а отношение в правой части уравнения может быть или положительным, или отрицательным.

Скорость химической реакции по закону действия масс пропорциональна концентрации реагирующего вещества в данный момент времени. Так, для реакции типа А  В скорость реакции может быть выражена следующим кинетическим уравнением:

 =  dC_A / dt = C_A , (3.)

где С_А – концентрация вещества А в данный момент;  - коэффициент пропорциональности, который называется константа скорости химической реакции.

При взаимодействии двух веществ и более, т.е. для реакций типа mA + nB  pC, математическое выражение скорости будет

 =  dC_A / dt =  C_A^mC_Bⁿ , (4.)

где С_А и С_В - концентрации веществ А и В в данный момент времени. Таким образом, скорость химической реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ. Причем стехиометрические коэффициенты входят в уравнение скорости в виде степени при соответствующих концентрациях.

Константа скорости химической реакции не меняется при изменении концентраций А и В. Иногда  называют еще удельной скоростью реакции, т.е. скоростью реакции при концентрациях реагирующих веществ, равных единице. Удельная скорость реакции зависит от природы реагирующих веществ, температуры, присутствия посторонних примесей (в частности, катализатора), а также среды, в которой протекает реакция.

Чем больше константа скорости , тем быстрее идет реакция.