Кинетическое уравнение реакции
Кинетическое уравнение реакции показывает, как скорость реакции зависит от концентраций реагентов. Оно позволяет определить, во сколько раз изменится скорость при изменении концентрации одного или нескольких веществ.
Величина \(k\) зависит от природы реагентов и температуры, но при постоянной температуре не зависит от текущих концентраций. Показатель степени показывает, как влияет концентрация данного вещества: если \(m=1\), скорость прямо пропорциональна \(c(A)\); если \(m=2\), при увеличении \(c(A)\) в 2 раза скорость возрастает в \(2^2=4\) раза. Подробно о смысле показателей степеней см. порядок реакции.
Скорость \(v\) в таком уравнении — это мгновенная скорость реакции, то есть скорость в данный момент. Общий порядок реакции равен сумме показателей степеней: \(m+n\). Порядки устанавливают экспериментально, сравнивая скорости при разных концентрациях.
Для уравнения \(v=k\cdot c(\mathrm{H_2})\cdot c(\mathrm{I_2})\) увеличение концентрации водорода в 3 раза при неизменной концентрации йода увеличит скорость в 3 раза. Если одновременно увеличить обе концентрации в 2 раза, скорость возрастёт в \(2\cdot2=4\) раза.
Показатели степеней в кинетическом уравнении не всегда совпадают со стехиометрическими коэффициентами уравнения реакции. Например, для реакции \(2A+B\rightarrow C\) нельзя без дополнительных данных утверждать, что \(v=k\cdot c(A)^2\cdot c(B)\). Такое совпадение характерно для элементарной стадии, а для сложной реакции порядок определяют опытом.
Как изменится скорость реакции \(v=k\cdot c(A)^2\cdot c(B)\), если концентрацию \(A\) увеличить в 2 раза, а концентрацию \(B\) не менять?
Главное
- Кинетическое уравнение связывает скорость реакции с концентрациями реагентов.
- Показатель степени определяет влияние концентрации, а сумма показателей даёт общий порядок реакции.
- Показатели степеней нельзя автоматически брать из коэффициентов уравнения реакции: обычно их устанавливают экспериментально.