Shkalla e reaksioneve kimike, varësia e saj nga faktorë të ndryshëm

Reagime kimike homogjene dhe heterogjene

Reagimet kimike zhvillohen me ritme të ndryshme: me një shkallë të ulët - gjatë formimit të stalaktiteve dhe stalagmiteve, me një normë mesatare - gjatë gatimit, menjëherë - gjatë një shpërthimi. Reagimet në zgjidhjet ujore ndodhin shumë shpejt, pothuajse menjëherë. Ne përziejmë zgjidhje të klorurit të bariumit dhe sulfatit të natriumit - sulfati i bariumit në formën e një precipitati formohet menjëherë. Sulfuri digjet shpejt, por jo në çast, magnezi shpërndahet në acid klorhidrik, etilen discolors ujë bromine. Rust ndryshon ngadalë në objektet e hekurit, pllakat në produkte bakri dhe bronzi, gjethja ngadalë kalbet, dhëmbët shkatërrohen.

Parashikimi i shkallës së një reaksioni kimik, si dhe zbulimi i varësisë së tij nga kushtet e procesit është një detyrë kinetikë kimike - shkenca e ligjeve që rregullojnë rrjedhën e reaksioneve kimike në kohë.

Nëse reaksionet kimike ndodhin në një medium homogjen, për shembull, në zgjidhje ose në fazën e gazit, atëherë bashkëveprimi i substancave reaguese ndodh në të gjithë vëllimin. Reagime të tilla, siç e dini, quhen homogjen.

Shkalla e një reaksioni homogjen ($ v_ (homog.) $) Përcaktohet si ndryshimi i sasisë së substancës për kohën e njësisë për vëllimin e njësisë:

$ υ_ (homogjen) \u003d ()n) / (∆t V), $

ku $ $n $ është ndryshimi në numrin e moleve të një substance (më shpesh ai fillestar, por mund të ketë gjithashtu një produkt reagimi); $ Timet $ - interval kohor (s, min.); $ V $ - vëllimi i gazit ose solucionit (l).

Meqenëse raporti i sasisë së substancës ndaj vëllimit është përqendrimi molar $ C $, atëherë

$ ()N) / (V) \u003d .C. $

Kështu, shkalla e reagimit homogjen përcaktohet si ndryshimi në përqendrimin e një prej substancave për njësi të kohës:

$ υ_ (hom.) \u003d (∆C) / (∆t) [(mol) / (l · s)] $

nëse vëllimi i sistemit nuk ndryshon. Nëse reaksioni zhvillohet midis substancave në gjendje të ndryshme të grumbullimit (për shembull, midis një të ngurtë dhe një gazi ose të lëngët), ose midis substancave që nuk janë në gjendje të formojnë një medium homogjen (për shembull, midis lëngjeve të padukshme), atëherë ai bëhet vetëm në sipërfaqen e kontaktit të substancave. Reagime të tilla quhen heterogjen.

Shkalla e reaksionit heterogjen përcaktohet si ndryshimi në sasinë e substancës për njësi të kohës për sipërfaqen e njësisë:

$ υ_ (hom.) \u003d (∆C) / (·t · S) [(mol) / (s · m ^ 2)] $

ku $ S $ është zona e sipërfaqes së kontaktit të substancave ($ m ^ 2, cm ^ 2 $).

Nëse, gjatë çdo reagimi të vazhdueshëm, përqendrimi i substancës fillestare matet në mënyrë eksperimentale në pika të ndryshme në kohë, atëherë ndryshimi i tij mund të paraqitet grafikisht duke përdorur kurbën kinetike për këtë reagent.

Shkalla e reagimit nuk është konstante. Ne kemi treguar vetëm një normë mesatare të caktuar të këtij reagimi në një interval kohor të caktuar.

Imagjinoni që ne përcaktojmë shkallën e reagimit

$ H_2 + Cl_2 → 2HCl $

a) nga ndryshimi i përqendrimit të $ Н_2 $;

b) duke ndryshuar përqendrimin e $ HCl $.

A do të marrim të njëjtat vlera? Në fund të fundit, $ 2 $ mol $ HCl është formuar nga 1 $ mol $ H_2 $, kështu që shkalla në rastin b) do të jetë dy herë më e lartë. Si pasojë, vlera e shkallës së reagimit varet edhe nga ajo substancë ku përcaktohet.

Ndryshimi në sasinë e një lënde me të cilën përcaktohet shkalla e reagimit është një faktor i jashtëm i vëzhguar nga studiuesi. Në fakt, të gjitha proceset kryhen në nivelin mikro. Natyrisht, në mënyrë që disa grimca të reagojnë, ata para së gjithash duhet të përplasen, dhe të përplasen në mënyrë efektive: të mos shpërndahen si topa në drejtime të ndryshme, por në mënyrë që lidhjet e vjetra në grimca të shkatërrohen ose dobësohen dhe të mund të formohen të reja, dhe për për këtë, grimcat duhet të kenë energji të mjaftueshme.

Të dhënat e llogaritura tregojnë se, për shembull, në gazra, përplasjet e molekulave nën presionin atmosferik llogariten në miliarda për 1 $ $ sekondë, d.m.th. të gjitha reagimet duhet të jenë të menjëhershme. Por nuk është ky rasti. Rezulton se vetëm një pjesë shumë e vogël e molekulave kanë energjinë e nevojshme për t’u përplasur në mënyrë efektive.

Energjia minimale e tepërt që duhet të ketë një grimcë (ose një palë grimca) në mënyrë që të ndodhë një përplasje efektive quhet energjia e aktivizimit $ E_a $.

Kështu, ekziston një pengesë energjetike në rrugën e të gjitha grimcave që hyjnë në reaksion, e barabartë me energjinë e aktivizimit $ E_a $. Kur është i vogël, ka shumë grimca që mund ta kapërcejnë atë, dhe shkalla e reagimit është e lartë. Përndryshe, kërkohet një shtytje. Kur krijoni një ndeshje për të ndezur llambën e alkoolit, ju po jepni energji shtesë $ E_a $ e nevojshme për të përplasur në mënyrë efektive molekulat e alkoolit me molekulat e oksigjenit (duke prishur barrierën).

Si përfundim, le të konkludojmë: shumë reagime të mundshme praktikisht nuk shkojnë, sepse energji e lartë e aktivizimit.

Kjo bën një ndryshim të madh në jetën tonë. Imagjinoni se çfarë do të ndodhte nëse të gjitha reagimet e lejuara termodinamikisht mund të vazhdonin pa ndonjë pengesë energjetike (energji aktivizimi). Oksigjeni në ajër do të reagonte me gjithçka që mund të digjej ose thjesht oksidohej. E gjithë lënda organike do të vuante, ato do të shndërroheshin në dioksid karboni $ CO_2 $ dhe ujë H_2O $.

Shkalla e një reaksioni kimik varet nga shumë faktorë. Ato kryesore janë: natyra dhe përqendrimi i reaktantëve, presioni (në reaksione që përfshijnë gazra), temperatura, efekti i katalizatorëve dhe sipërfaqja e reaktantëve në rastin e reaksioneve heterogjene. Le të shqyrtojmë ndikimin e secilit prej këtyre faktorëve në shkallën e një reaksioni kimik.

temperaturë

Siç e dini, ndërsa temperatura rritet, në shumicën e rasteve, shkalla e një reaksioni kimik rritet ndjeshëm. Në shekullin XIX. Kimisti holandez J. H. Van't Hoff formuloi rregullin:

Një rritje e temperaturës për çdo 10 $ C $ çon në një rritje të shkallës së reagimit nga 2-4 herë (kjo vlerë quhet koeficienti i temperaturës së reaksionit).

Ndërsa rritet temperatura, shpejtësia mesatare e molekulave, energjia e tyre dhe numri i përplasjeve rriten në mënyrë të parëndësishme, por fraksioni i molekulave aktive që marrin pjesë në përplasje efektive që kapërcejnë barrierën energjetike të reaksionit rritet ndjeshëm.

Matematikisht, kjo varësi shprehet me raportin:

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

ku $ υ_ (t_1) $ dhe $ υ_ (t_2) $ janë normat e reagimit, përkatësisht, në temperaturën përfundimtare $ t_2 $ dhe fillestarët $ t_1 $ temperaturat, dhe $ γ $ është koeficienti i temperaturës së shkallës së reagimit, i cili tregon se sa herë rritet shpejtësia e reagimit me ngritja e temperaturës për çdo 10 ° C $ $.

Sidoqoftë, rritja e temperaturës nuk është gjithmonë e zbatueshme për të rritur shkallën e reagimit, pasi materialet fillestare mund të fillojnë të dekompozohen, tretësit ose vetë materialet mund të avullojnë.

Përqendrimi i reaktantëve

Një ndryshim në presion kur substancat e gazta marrin pjesë në reagim gjithashtu çon në një ndryshim në përqendrimin e këtyre substancave.

Që ndërveprimi kimik midis grimcave të ndodhë, ato duhet të përplasen në mënyrë efektive. Sa më i lartë të jetë përqendrimi i reaktantëve, aq më shumë përplasje dhe, në përputhje me rrethanat, është më e lartë shkalla e reagimit. Për shembull, në oksigjen të pastër, acetileni digjet shumë shpejt. Kjo zhvillon një temperaturë të mjaftueshme për të shkrirë metalin. Në bazë të një materiali të madh eksperimental në 1867 nga Norvegjezët K. Guldenberg dhe P. Vaage dhe në mënyrë të pavarur prej tyre në 1865 nga shkencëtari rus N.I.Beketov, u formulua ligji themelor i kinetikës kimike, duke vendosur varësinë e shkallës së reagimit nga përqendrimi i substancave reaguese.

Shkalla e një reaksioni kimik është proporcionale me produktin e përqendrimeve të reaktantëve të marrë në fuqi të barabarta me koeficientët e tyre në ekuacionin e reagimit.

Ky ligj quhet edhe ligji i masave në punë.

Për reagimin $ A + B \u003d D $, ky ligj shprehet si më poshtë:

$ υ_1 \u003d k_1 C_A C_B $

Për reagimin $ 2A + B \u003d D $, ky ligj shprehet si më poshtë:

$ υ_2 \u003d k_2 C_A ^ 2 C_B $

Këtu $ C_A, C_B $ janë përqendrimet e substancave $ A $ dhe $ B $ (mol / l); $ k_1 $ dhe $ k_2 $ janë koeficientë të proporcionalitetit të quajtur konstanta të shkallës së reagimit.

Kuptimi fizik i konstantës së shkallës së reagimit është i lehtë për t'u vendosur - është numerikisht i barabartë me shkallën e reagimit, në të cilin përqendrimet e reaktantëve janë të barabartë me 1 $ mol / l $ ose produkti i tyre është i barabartë me unitetin. Në këtë rast, është e qartë se konstanta e shkallës së reagimit varet vetëm nga temperatura dhe nuk varet nga përqendrimi i substancave.

Ligji i veprimit masiv nuk merr parasysh përqendrimin e reaktantëve në gjendje të ngurtë, pasi ato reagojnë në sipërfaqe dhe përqendrimet e tyre janë zakonisht konstante.

Për shembull, për reaksionin e djegies së qymyrit

shprehja për shkallën e reagimit duhet të shkruhet si më poshtë:

$ υ \u003d k C_ (O_2) $,

domethënë, shkalla e reagimit është proporcionale vetëm me përqendrimin e oksigjenit.

Nëse ekuacioni i reagimit përshkruan vetëm reaksionin total kimik, i cili bëhet në disa faza, atëherë shkalla e një reagimi të tillë mund të varet në një mënyrë komplekse nga përqendrimet e substancave fillestare. Kjo marrëdhënie përcaktohet në mënyrë eksperimentale ose teorike bazuar në mekanizmin e propozuar të reagimit.

Veprimi i katalizatorëve

Shtë e mundur të rritet niveli i reagimit duke përdorur substanca të veçanta që ndryshojnë mekanizmin e reagimit dhe e drejtojnë atë përgjatë një shtegu më energjikisht më të favorshëm me një energji më të ulët të aktivizimit. Ata quhen katalizatorët (nga lat. katalysis - shkatërrimi).

Katalizatori vepron si një udhëzues me përvojë, duke drejtuar një grup turistësh jo përmes një kalimi të lartë në male (tejkalimi i tij kërkon shumë përpjekje dhe kohë dhe nuk është i disponueshëm për të gjithë), por përgjatë shtigjeve të rrethrrotullimit të njohura për të, përgjatë të cilave mund të kapërceni malin shumë më lehtë dhe më shpejt. Vërtetë, me një rrugë rrethrrotullimi ju mund të merrni jo aq mirë ku të çon kalimi kryesor. Por ndonjëherë kjo është pikërisht ajo që kërkohet! Kështu veprojnë katalizatorët, të cilat quhen selektiv... Shtë e qartë se nuk ka nevojë për të djegur amoniakun dhe azotin, por oksidi nitrik (II) përdoret në prodhimin e acidit nitrik.

Katalizatorët janë substanca që marrin pjesë në një reaksion kimik dhe ndryshojnë shkallën ose drejtimin e tij, por pas përfundimit të reagimit, ato mbeten të pandryshuara në mënyrë sasiore dhe cilësore.

Ndryshimi i shkallës së një reaksioni kimik ose drejtimit të tij duke përdorur një katalizator quhet catalysis... Katalizatorët përdoren gjerësisht në industri të ndryshme dhe në transport (konvertuesit katalitikë që shndërrojnë oksidet e azotit nga gazrat e shkarkimit të automjeteve në azot të padëmshëm).

Ekzistojnë dy lloje të katalizës.

Katalizë homogjene, në të cilën si katalizatori ashtu edhe reaktantët janë në të njëjtën gjendje të grumbullimit (fazë).

Katalizë heterogjenenë të cilat katalizatori dhe reaktantët janë në faza të ndryshme. Për shembull, dekompozimi i peroksidit të hidrogjenit në prani të një katalizatori oksid të manganit të ngurtë (IV):

$ 2H_2O_2 (→) (MnO_2 (I)) 2H_2O _ ((g)) + O_2 (g) $

Vetë katalizatori nuk konsumohet si rezultat i reaksionit, por nëse substancat e tjera adsorbohen në sipërfaqen e saj (ato quhen helmet katalitike), atëherë sipërfaqja bëhet inoperative, dhe kërkohet rigjenerimi i katalizatorit. Prandaj, para se të kryeni reaksionin katalitik, materialet fillestare pastrohen plotësisht.

Për shembull, në prodhimin e acidit sulfurik me metodën e kontaktit, përdoret një katalizator i fortë - oksidi vanadium (V) $ V_2O_5 $:

2SO_2 $ + O_2⇄2SO_3 $

Në prodhimin e metanolit, përdoret një katalizator i ngurtë i zink-kromit ($ 8ZnO Cr_2O_3 × CrO_3 $):

$ CO _ ((g)) + 2H_ (2 (g)) ⇄CH_3OH _ ((g)) $

Katalizatorët biologjikë funksionojnë shumë në mënyrë efektive - enzima... Për nga natyra kimike, këto janë proteina. Falë tyre, reagimet kimike komplekse vazhdojnë me një shpejtësi të lartë në organizmat e gjallë në temperatura të ulëta. Enzimat janë veçanërisht specifike, secila prej tyre përshpejton vetëm reagimin e vet, i cili ndodh në kohën e duhur dhe në vendin e duhur me një rendiment afër $ 100% $. Krijimi i katalizatorëve artificialë të ngjashëm me enzimat është ëndërr e kimistëve!

Ju, sigurisht, keni dëgjuar për substanca të tjera interesante - frenuesit (nga lat. inhibere - të ndalojë) Ata reagojnë në një shkallë të lartë me grimca aktive për të formuar komponime me aktivitet të ulët. Si rezultat, reagimi ngadalësohet në mënyrë dramatike dhe më pas ndalet. Frenuesit shpesh shtohen posaçërisht në substanca të ndryshme për të parandaluar proceset e padëshiruara.

Për shembull, duke përdorur frenuesit, ato stabilizojnë zgjidhjet e peroksidit të hidrogjenit, monomeret për të parandaluar polimerizimin e parakohshëm, acidin klorhidrik në mënyrë që të transportohen në një enë prej çeliku. Frenuesit gjenden gjithashtu në organizmat e gjallë; ata shtypin reagime të ndryshme të dëmshme oksidimi në qelizat e indeve, të cilat mund të inicohen, për shembull, nga rrezatimi radioaktiv.

Natyra e substancave reaguese (përbërja, struktura e tyre)

Vlera e energjisë së aktivizimit është faktori përmes të cilit ndikimi i natyrës së substancave reaguese ndikon në shkallën e reagimit.

Nëse energjia e aktivizimit është e vogël ($< 40$ 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.

Nëse energjia e aktivizimit është e lartë ($\u003e 120 $ kJ / mol), atëherë kjo do të thotë se vetëm një pjesë e parëndësishme e përplasjeve midis grimcave ndërvepruese çon në një reagim. Shkalla e këtij reagimi është pra shumë e ulët. Për shembull, përparimi i reaksionit të sintezës së amoniakut në temperatura të zakonshme është pothuajse i pamundur të vërehet.

Nëse energjitë e aktivizimit kanë vlera të ndërmjetme ($ 40-120 $ kJ / mol), atëherë normat e reagimeve të tilla do të jenë mesatare. Këto reagime përfshijnë bashkëveprimin e natriumit me ujë ose alkool etilik, zbardhjen e ujit të bromit me etilenin, ndërveprimin e zinkut me acid klorhidrik, etj.

Sipërfaqja kontaktuese e reaktantëve

Shkalla e reaksioneve që ndodhin në sipërfaqen e substancave, d.m.th. heterogjen, varet, gjëra të tjera janë të barabarta, nga vetitë e kësaj sipërfaqe. Dihet që toka e shkumës në pluhur shpërndahet shumë më shpejt në acid klorhidrik sesa një copë shkumës me peshë të barabartë.

Rritja e shkallës së reagimit shpjegohet, para së gjithash, nga një rritje në sipërfaqen e kontaktit të substancave fillestare, si dhe nga një numër arsyesh të tjera, për shembull, shkatërrimi i strukturës së një grilë të rregullt kristal. Kjo çon në faktin se grimcat në sipërfaqen e mikrokristalëve të formuar janë shumë më reagues sesa të njëjtat grimca në një sipërfaqe të lëmuar.

Në industri, për kryerjen e reaksioneve heterogjene, një shtrat i lëngshëm përdoret për të rritur sipërfaqen e kontaktit të reaktantëve, furnizimin e materialeve fillestare dhe heqjen e produkteve. Për shembull, në prodhimin e acidit sulfurik duke përdorur një shtrat të lëngshëm, piriti pjeket; në kiminë organike, duke përdorur një shtrat të lëngshëm, kryhet plasaritje katalitike e produkteve të naftës dhe rigjenerimi (rikuperimi) i një katalizatori të dështuar (koks).

Studimi i shkallës së një reaksioni kimik dhe kushteve që ndikojnë në ndryshimin e tij është i angazhuar në një nga fushat e kimisë fizike - kinetikë kimike. Ai gjithashtu shqyrton mekanizmat e këtyre reaksioneve dhe vlefshmërinë e tyre termodinamike. Këto studime janë të rëndësishme jo vetëm për qëllime shkencore, por edhe për monitorimin e bashkëveprimit të përbërësve në reaktorët në prodhimin e të gjitha llojeve të substancave.

Koncepti i shpejtësisë në kimi

Shkalla e reagimit quhet zakonisht një ndryshim i caktuar në përqendrimet e përbërjeve reaguese (ΔС) për njësi të kohës (Δt). Formula matematikore për shkallën e një reaksioni kimik është si më poshtë:

\u003d ± ΔC / Δt.

Shkalla e reagimit matet në mol / l ∙ s, nëse ndodh në të gjithë vëllimin (d.m.th. reaksioni është homogjen) dhe në mol / m 2 ∙ s, nëse bashkëveprimi ndodh në sipërfaqen që ndan fazat (d.m.th. reaksioni është heterogjen). Shenja "-" në formulë i referohet ndryshimit të vlerave të përqendrimit të substancave fillestare reaguese, dhe shenjës "+" - ndaj vlerave të ndryshueshme të përqendrimeve të produkteve të të njëjtit reagim.

Shembuj të reagimeve me ritme të ndryshme

Ndërveprimet kimike mund të ndodhin me ritme të ndryshme. Pra, shkalla e rritjes së stalaktiteve, domethënë formimit të karbonatit të kalciumit, është vetëm 0,5 mm në 100 vjet. Disa reagime biokimike janë të ngadalta, siç janë fotosinteza dhe sinteza e proteinave. Korrozioni i metaleve zhvillohet me një shkallë mjaft të ulët.

Shpejtësia mesatare mund të karakterizohet nga reaksione që kërkojnë nga një deri në disa orë. Një shembull do të ishte përgatitja e ushqimit, e cila shoqërohet me dekompozimin dhe transformimin e komponimeve që përmbajnë ushqime. Sinteza e polimereve individuale kërkon ngrohjen e përzierjes së reagimit për një kohë të caktuar.

Një shembull i reaksioneve kimike, shkalla e të cilave është mjaft e lartë, mund të shërbejë si reaksione neutralizimi, bashkëveprimi i bikarbonatit të natriumit me një zgjidhje të acidit acetik, i shoqëruar me lëshimin e dioksidit të karbonit. Mund të përmendni gjithashtu bashkëveprimin e nitratit të bariumit me sulfat natriumi, në të cilin vihen re reshjet e sulfatit të pazgjidhshëm të bariumit.

Një numër i madh reagimesh janë të afta të vazhdojnë me shpejtësinë e rrufesë dhe shoqërohen nga një shpërthim. Një shembull klasik është bashkëveprimi i kaliumit me ujin.

Faktorët që ndikojnë në shkallën e një reaksioni kimik

Vlen të përmendet se të njëjtat substanca mund të reagojnë me njëri-tjetrin me ritme të ndryshme. Për shembull, një përzierje e oksigjenit të gaztë dhe hidrogjenit mund të mos tregojë shenja të ndërveprimit për një kohë mjaft të gjatë, megjithatë, kur ena është tronditur ose goditur, reagimi bëhet shpërthyes. Prandaj, kinetika kimike dhe identifikoi faktorë të caktuar që kanë aftësinë të ndikojnë në shkallën e reaksionit kimik. Kjo perfshin:

• natyrën e substancave ndërvepruese;
• përqendrimi i reagentëve;
• ndryshimi i temperaturës;
• prania e një katalizatori;
• ndryshimi i presionit (për substanca të gazta);
• zona e kontaktit të substancave (nëse flasim për reaksione heterogjene).

Ndikimi i natyrës së materies

Një ndryshim i tillë i rëndësishëm në shkallën e reaksioneve kimike shpjegohet me vlera të ndryshme të energjisë së aktivizimit (E a). Kuptohet si një sasi e caktuar e tepërt e energjisë në krahasim me vlerën e saj mesatare që kërkohet për një molekulë në një përplasje në mënyrë që të ndodhë një reagim. Ajo matet në kJ / mol dhe vlerat zakonisht sillen nga 50-250.

Në përgjithësi pranohet që nëse E a \u003d 150 kJ / mol për çdo reagim, atëherë në n. në. praktikisht nuk rrjedh. Kjo energji harxhohet për të kapërcyer repulsionin midis molekulave të substancave dhe në dobësimin e lidhjeve në substancat origjinale. Me fjalë të tjera, energjia e aktivizimit karakterizon forcën e lidhjeve kimike në substanca. Për nga vlera e energjisë së aktivizimit, mund të vlerësohet paraprakisht shkalla e reaksionit kimik:

• E a< 40, взаимодействие веществ происходят довольно быстро, поскольку почти все столкнове-ния частиц при-водят к их реакции;
• 40-<Е а <120, предполагается средняя реакция, поскольку эффективными будет лишь половина соударений молекул (например, реакция цинка с соляной кислотой);
• E a\u003e 120, vetëm një pjesë shumë e vogël e përplasjeve të grimcave do të çojë në një reagim, dhe shpejtësia e saj do të jetë e ulët.

Efekti i përqendrimit

Varësia e shkallës së reagimit nga përqendrimi karakterizohet më saktë nga ligji i veprimit në masë (MAS), i cili thotë:

Shkalla e një reaksioni kimik është drejtpërdrejt proporcionale me produktin e përqendrimeve të substancave reaguese, vlerat e të cilave merren në fuqi që korrespondojnë me koeficientët e tyre stoichiometrikë.

Ky ligj është i përshtatshëm për reaksione elementare njëfazore, ose për çdo fazë të bashkëveprimit të substancave të karakterizuara nga një mekanizëm kompleks.

Nëse dëshironi të përcaktoni shkallën e një reaksioni kimik, ekuacioni i të cilit mund të shkruhet në mënyrë konvencionale si:

αΑ + bB \u003d ϲС, atëherë,

në përputhje me formulimin e mësipërm të ligjit, shpejtësia mund të gjendet nga ekuacioni:

V \u003d k · [A] a · [B] b, ku

a dhe b janë koeficientë stoichiometrikë,

[A] dhe [B] janë përqendrimet e përbërjeve fillestare,

k është konstanta e normës së reaksionit të konsideruar.

Kuptimi i koeficientit të normës së një reaksioni kimik është se vlera e tij do të jetë e barabartë me normën nëse përqendrimet e komponimeve janë të barabarta me unitetin. Duhet të theksohet se për një llogaritje të saktë duke përdorur këtë formulë, vlen të merret parasysh gjendja e grumbullimit të reagentëve. Përqendrimi i ngurtës merret si unitet dhe nuk përfshihet në ekuacion, pasi ai mbetet konstant gjatë reagimit. Kështu, vetëm përqendrimi i substancave të lëngshme dhe të gazta përfshihet në llogaritjen për ZDM. Pra, për reagimin e marrjes së dioksidit të silikonit nga substanca të thjeshta, të përshkruara nga ekuacioni

Si (tv) + Ο 2 (g) \u003d SiΟ 2 (tv),

shpejtësia do të përcaktohet me formulën:

Detyrë tipike

Si do të ndryshonte shkalla e reaksionit kimik të monoksidit të azotit me oksigjenin nëse përqendrimet e përbërjeve fillestare do të dyfishoheshin?

Zgjidhja: Ky proces korrespondon me ekuacionin e reagimit:

2ΝΟ + Ο 2 \u003d 2ΝΟ 2.

Le të shkruajmë shprehje për normat fillestare të reagimit (ᴠ 1) dhe përfundimtare (ᴠ 2):

1 \u003d k · [ΝΟ] 2 · [Ο 2] dhe

2 \u003d k · (2 \u200b\u200b· [ΝΟ]) 2 · 2 · [Ο 2] \u003d k · 4 [ΝΟ] 2 · 2 [Ο 2].

ᴠ 1 / ᴠ 2 \u003d (k · 4 [ΝΟ] 2 · 2 [Ο 2]) / (k · [ΝΟ] 2 · [Ο 2]).

ᴠ 2 / ᴠ 1 \u003d 4 2/1 \u003d 8.

Përgjigje: rritur me 8 herë.

Ndikimi i temperaturës

Vartësia e shkallës së reaksionit kimik nga temperatura u përcaktua në mënyrë empirike nga shkencëtari holandez J. H. Van't Hoff. Ai zbuloi se shkalla e shumë reaksioneve rritet me një faktor 2-4 me një rritje të temperaturës për çdo 10 gradë. Ekziston një shprehje matematikore për këtë rregull, e cila duket si:

2 \u003d ᴠ 1 γ (Τ2-Τ1) / 10, ku

ᴠ 1 dhe ᴠ 2 - shpejtësia përkatëse në temperaturat T 1 dhe Τ 2;

γ - koeficienti i temperaturës, i barabartë me 2-4.

Në të njëjtën kohë, ky rregull nuk shpjegon mekanizmin e ndikimit të temperaturës në vlerën e shkallës së një ose një reagimi tjetër dhe nuk përshkruan të gjithë grupin e ligjeve. Shtë logjike të konkludohet se me rritjen e temperaturës, lëvizja kaotike e grimcave rritet dhe kjo provokon një numër më të madh të përplasjeve të tyre. Sidoqoftë, kjo nuk ndikon veçanërisht në efikasitetin e përplasjes së molekulave, pasi varet kryesisht nga energjia e aktivizimit. Gjithashtu, një rol të rëndësishëm në efikasitetin e përplasjeve të grimcave luhet nga korrespodenca hapësinore e tyre me njëra-tjetrën.

Varësia e temperaturës së shkallës së një reaksioni kimik, duke marrë parasysh natyrën e reaktantëve, i bindet ekuacionit të Arrhenius:

k \u003d A 0 e -Ea / RΤ, ku

Dhe rreth është një faktor;

E a - energjia e aktivizimit.

Një shembull i një problemi për ligjin e Van't Hoff-it

Si duhet të ndryshohet temperatura në mënyrë që shkalla e një reaksioni kimik, për të cilin koeficienti i temperaturës është numerikisht i barabartë me 3, të rritet 27 herë?

Vendimi. Le të përdorim formulën

2 \u003d ᴠ 1 γ (Τ2-Τ1) / 10.

Nga gjendja 2 / ᴠ 1 \u003d 27, dhe γ \u003d 3. necessaryshtë e nevojshme të gjesh ΔΤ \u003d Τ 2 -Τ 1.

Duke shndërruar formulën origjinale, marrim:

V 2 / V 1 \u003d γ ΔΤ / 10.

Zëvendësoni vlerat: 27 \u003d 3 ΔΤ / 10.

Prandaj është e qartë se ΔΤ / 10 \u003d 3 dhe ΔΤ \u003d 30.

Përgjigje: temperatura duhet të rritet për 30 gradë.

Efektet e katalizatorëve

Në kiminë fizike, shkalla e reaksioneve kimike studiohet gjithashtu në mënyrë aktive nga seksioni i quajtur katalizë. Ai është i interesuar se si dhe pse sasi relativisht të vogla të substancave të caktuara rrisin ndjeshëm shkallën e bashkëveprimit të të tjerëve. Substancat e tilla që mund të përshpejtojnë reaksionin, por që nuk konsumohen në të vetë, quhen katalizatorë.

Shtë vërtetuar se katalizatorët ndryshojnë vetë mekanizmin e ndërveprimit kimik, promovojnë shfaqjen e gjendjeve të reja në tranzicion, të cilat karakterizohen nga lartësitë më të ulëta të barrierave energjetike. Kjo do të thotë, ato kontribuojnë në një ulje të energjisë së aktivizimit, dhe kështu në një rritje të numrit të goditjeve të grimcave efektive. Katalizatori nuk mund të shkaktojë një reagim që është energjikisht i pamundur.

Kështu që peroksidi i hidrogjenit është në gjendje të dekompozohet për të formuar oksigjen dhe ujë:

H 2 Ο 2 \u003d H 2 Ο + Ο 2.

Por ky reagim është shumë i ngadaltë dhe në kutitë e ndihmës sonë të parë ka ekzistuar i pandryshuar për një kohë mjaft të gjatë. Hapja vetëm shishkave shumë të vjetra të peroksidit, do të vëreni një shfaqje të lehtë të shkaktuar nga presioni i oksigjenit në muret e anijes. Shtimi i vetëm disa kokrrave të oksidit të magnezit do të provokojë evolucionin aktiv të gazit.

I njëjti reagim i dekompozimit të peroksidit, por nën veprimin e katalazës, ndodh kur trajtohen plagët. Organizmat e gjallë përmbajnë shumë substanca të ndryshme që rrisin shkallën e reaksioneve biokimike. Ata quhen enzima.

Frenuesit kanë efekt të kundërt në rrjedhën e reagimeve. Sidoqoftë, kjo nuk është gjithmonë një gjë e keqe. Inhibitorët përdoren për të mbrojtur produktet metalike nga gërryerja, për të zgjatur jetëgjatësinë e ushqimit, për shembull për të parandaluar oksidimin e yndyrës.

Zona e kontaktit të substancave

Në rast se ndërveprimi zhvillohet midis komponimeve që kanë gjendje të ndryshme të grumbullimit, ose midis substancave që nuk janë në gjendje të formojnë një medium homogjen (lëngje të padukshme), atëherë ky faktor ndikon gjithashtu ndjeshëm në shkallën e reaksionit kimik. Kjo për faktin se reaksionet heterogjene kryhen direkt në ndërfaqen midis fazave të substancave ndërvepruese. Natyrisht, sa më i gjerë të jetë ky kufi, aq më shumë grimca kanë mundësi të përplasen, dhe aq më shpejt shkon reagimi.

Për shembull, shkon shumë më shpejt në formën e patate të skuqura të vogla sesa në formën e një regjistri. Për të njëjtin qëllim, shumë solide janë hedhur në një pluhur të imët para se të shtohen në zgjidhje. Pra, shkumësa pluhur (karbonat kalciumi) vepron më shpejt me acid klorhidrik sesa një copë e së njëjtës masë. Sidoqoftë, përveç rritjes së zonës, kjo teknikë çon gjithashtu në një këputje kaotike të grilës kristal të substancës, që do të thotë se rrit reaktivitetin e grimcave.

Në mënyrë matematikore, shkalla e një reaksioni kimik heterogjen është gjetur si ndryshim në sasinë e një lënde (Δν) që ndodh për njësi të kohës (Δt) për sipërfaqen e njësisë

(S): V \u003d Δν / (S Δt).

Efekti i presionit

Ndryshimi i presionit në sistem ka një efekt vetëm kur gazrat marrin pjesë në reagim. Një rritje e presionit shoqërohet me një rritje të molekulave të substancës për njësi të vëllimit, domethënë, përqendrimi i tij rritet proporcionalisht. Në të kundërt, ulja e presionit rezulton në një ulje ekuivalente të përqendrimit të reagentit. Në këtë rast, formula që korrespondon me ZDM është e përshtatshme për llogaritjen e shkallës së një reaksioni kimik.

Një detyrë. Si do të jetë shkalla e reagimit të përshkruar nga ekuacioni

2ΝΟ + Ο 2 \u003d 2ΝΟ 2,

nëse vëllimi i një sistemi të mbyllur është zvogëluar për tre herë (T \u003d konstat)?

Vendimi. Ndërsa vëllimi zvogëlohet, presioni rritet proporcionalisht. Le të shkruajmë shprehje për normat fillestare (V 1) dhe përfundimtare (V 2) të reagimit:

V 1 \u003d k · 2 · [Ο 2] dhe

V 2 \u003d k · (3 ·) 2 · 3 · [Ο 2] \u003d k · 9 [ΝΟ] 2 · 3 [Ο 2].

Për të gjetur se sa herë shpejtësia e re është më e madhe se ajo fillestare, duhet të veçoni pjesët e majta dhe të djathta të shprehjeve:

V 1 / V 2 \u003d (k · 9 [ΝΟ] 2 · 3 [Ο 2]) / (k · [ΝΟ] 2 · [Ο 2]).

Vlerat e përqendrimit dhe konstantat e normës ulen, dhe mbetet:

V 2 / V 1 \u003d 9 3/1 \u003d 27.

Përgjigje: shpejtësia është rritur 27 herë.

Si përmbledhje, duhet të theksohet se shpejtësia e bashkëveprimit të substancave, ose më saktë, sasia dhe cilësia e përplasjeve të grimcave të tyre, ndikohet nga shumë faktorë. Para së gjithash, kjo është energjia e aktivizimit dhe gjeometria e molekulave, të cilat janë pothuajse të pamundura për tu korrigjuar. Sa për kushtet e tjera, për një rritje të shkallës së reagimit vijon:

• rrit temperaturën e mediumit të reagimit;
• rrit përqendrimin e komponimeve fillestare;
• rrit presionin në sistem ose zvogëlon vëllimin e tij kur bëhet fjalë për gaze;
• sillni substanca të ndryshme në të njëjtën gjendje të grumbullimit (për shembull, duke shpërndarë në ujë) ose të rrisni sipërfaqen e kontaktit të tyre.

Disa reagime kimike ndodhin pothuajse menjëherë (shpërthimi i një përzierje oksigjeni-hidrogjeni, reagimet e shkëmbimit të joneve në një zgjidhje ujore), e dyta - shpejt (djegia e substancave, ndërveprimi i zinkut me acidin), dhe akoma të tjera - ngadalë (ndryshkja e hekurit, prishja e mbetjeve organike). Reagime të tilla të ngadalta dihet që një person thjesht nuk mund t'i vërejë ato. Për shembull, shndërrimi i granitit në rërë dhe argjilë ndodh gjatë mijëra vjet.

Me fjalë të tjera, reagimet kimike mund të vazhdojnë në mënyra të ndryshme. shpejtësi.

Por çfarë është ajo reagimi i shpejtësisë? Cili është përkufizimi i saktë i kësaj sasie dhe, më e rëndësishmja, shprehja e saj matematikore?

Shkalla e reagimit quhet ndryshimi i sasisë së një lënde për njësi të kohës në një njësi vëllimi. Në mënyrë matematikore, kjo shprehje është shkruar si:

ku n 1 dhen 2 Theshtë sasia e substancës (mol) në kohën t 1 dhe t 2, përkatësisht, në një sistem vëllimi V.

Cila shenjë plus ose minus (±) do të qëndrojë përpara shprehjes së shpejtësisë varet nëse ne po shikojmë ndryshimin e sasisë së asaj lënde që po shikojmë - produkti ose reagenti.

Natyrisht, gjatë reaksionit, konsumi i reagentëve ndodh, domethënë, sasia e tyre zvogëlohet, prandaj, për reagentët, shprehja (n 2 - n 1) gjithmonë ka një vlerë më të vogël se zero. Meqenëse shpejtësia nuk mund të jetë negative, në këtë rast duhet të vendoset një shenjë minus para shprehjes.

Nëse shikojmë ndryshimin e sasisë së produktit, dhe jo reagentin, atëherë shenja minus nuk kërkohet para shprehjes për llogaritjen e shpejtësisë, pasi shprehja (n 2 - n 1) në këtë rast është gjithmonë pozitive, sepse sasia e produktit si rezultat i reagimit mund të rritet vetëm.

Raporti i sasisë së substancës n në vëllimin në të cilin ndodhet kjo sasi e substancës quhet përqendrimi molar NGA:

Kështu, duke përdorur konceptin e përqendrimit molar dhe shprehjen e tij matematikore, mund të shkruani një version tjetër të përcaktimit të shkallës së reagimit:

Shkalla e reaksionit është ndryshimi në përqendrimin molar të një substance si rezultat i një reaksioni kimik në një njësi të kohës:

Faktorët që ndikojnë në shkallën e reagimit

Shpesh është jashtëzakonisht e rëndësishme të dini se çfarë përcakton shpejtësinë e një reagimi të veçantë dhe si të ndikoni në të. Për shembull, industria e rafinimit është fjalë për fjalë duke rrahur për çdo gjysmë përqind shtesë të produktit për njësi të kohës. Në të vërtetë, duke pasur parasysh sasinë e madhe të naftës së rafinuar, edhe gjysma e përqindjes derdhet në një fitim të madh financiar vjetor. Në disa raste, është jashtëzakonisht e rëndësishme të ngadalësoni çdo reagim, në veçanti gërryerjen e metaleve.

Pra, çfarë përcakton shkallën e reagimit? Kjo varet, mjaft çuditërisht, nga shumë parametra të ndryshëm.

Për ta kuptuar këtë çështje, para së gjithash, le të imagjinojmë se çfarë ndodh si rezultat i një reaksioni kimik, për shembull:

A + B → C + D

Ekuacioni i mësipërm pasqyron procesin në të cilin molekulat e substancave A dhe B, duke u përplasur me njëra-tjetrën, formojnë molekula të substancave C dhe D.

Kjo është, padyshim, në mënyrë që të ndodhë reagimi, të paktën një përplasje e molekulave të substancave fillestare është e nevojshme. Natyrisht, nëse rritim numrin e molekulave për vëllimin e njësisë, numri i përplasjeve do të rritet në të njëjtën mënyrë si shpeshtësia e përplasjeve tuaja me pasagjerë në një autobus të mbushur me njerëz në krahasim me një gjysmë bosh.

Me fjale te tjera, shkalla e reaksionit rritet me një rritje të përqendrimit të reaktantëve.

Në rastin kur një prej reagentëve ose disa prej tyre janë gazra, shkalla e reagimit rritet me presion në rritje, pasi presioni i gazit është gjithmonë proporcionalisht me përqendrimin e molekulave përbërëse të tij.

Sidoqoftë, përplasja e grimcave është një kusht i domosdoshëm, por plotësisht i pamjaftueshëm për reagimin. Fakti është se, sipas llogaritjeve, numri i përplasjeve të molekulave të substancave reaguese në përqendrimin e tyre të arsyeshëm është aq i madh sa të gjitha reagimet duhet të ndodhin në një çast. Sidoqoftë, në praktikë kjo nuk ndodh. Per Cfarë bëhet fjalë?

Theështja është se jo çdo përplasje e molekulave të reagentit do të jetë domosdoshmërisht efektive. Shumë përplasje janë elastike - molekulat kërcejnë nga njëra-tjetra si topa. Molekulat duhet të kenë energji kinetike të mjaftueshme që reagimi të vazhdojë. Energjia minimale që duhet të posedojnë molekulat e substancave reaguese në mënyrë që reagimi të kalojë quhet energji e aktivizimit dhe shënohet si E a. Në një sistem të përbërë nga një numër i madh molekulash, ekziston një shpërndarje e molekulave në energji, disa prej tyre kanë energji të ulët, disa kanë të larta dhe të mesme. Nga të gjitha këto molekula, vetëm një pjesë e vogël e molekulave kanë energji që tejkalon energjinë e aktivizimit.

Siç dihet nga kursi i fizikës, temperatura është në të vërtetë një masë e energjisë kinetike të grimcave që përbëjnë substancën. Kjo do të thotë, sa më shpejt grimcat që përbëjnë substancën lëvizin, aq më e lartë është temperatura e tij. Kështu, padyshim, duke rritur temperaturën, ne në thelb rrisim energjinë kinetike të molekulave, si rezultat i së cilës rritet pjesa e molekulave me një energji që tejkalon E një dhe përplasja e tyre do të çojë në një reagim kimik.

Fakti i efektit pozitiv të temperaturës në shkallën e reagimit u vendos në mënyrë empirike nga kimisti holandez Van't Hoff në shekullin XIX. Bazuar në studimin e tij, ai formuloi një rregull që akoma mban emrin e tij, dhe tingëllon si kjo:

Shkalla e çdo reaksioni kimik rritet me 2-4 herë kur temperatura rritet me 10 gradë.

Përfaqësimi matematik i këtij rregulli shkruhet si:

ku V 2 dhe V 1 Theshtë shkalla në temperaturat t 2 dhe t 1, përkatësisht, dhe γ është koeficienti i temperaturës së reaksionit, vlera e së cilës më së shpeshti shtrihet në rangun nga 2 në 4.

Shpesh shpejtësia e shumë reaksioneve mund të rritet duke përdorur katalizatorët.

Katalizatorët janë substanca që përshpejtojnë rrjedhën e çdo reagimi dhe nuk konsumohen në të njëjtën kohë.

Por si arrijnë katalizatorët të rrisin nivelin e reagimit?

Le të kujtojmë energjinë e aktivizimit E a. Molekulat me një energji më të ulët se energjia e aktivizimit në mungesë të një katalizatori nuk mund të bashkëveprojnë me njëri-tjetrin. Katalizatorët ndryshojnë rrugën përgjatë së cilës reaksioni vazhdon, ashtu si një udhëzues me përvojë planifikon rrugën e ekspeditës jo direkt nëpër mal, por duke përdorur shtigje anashkalimi, si rezultat i së cilës edhe ata satelitët që nuk kishin energji të mjaftueshme për të ngjitur malin mund të kalojnë në një tjetër ana e saj.

Përkundër faktit se katalizatori nuk konsumohet gjatë reaksionit, ai megjithatë merr një pjesë aktive në të, duke formuar komponime të ndërmjetme me reagentë, por deri në fund të reagimit kthehet në gjendjen e tij origjinale.

Përveç faktorëve të mësipërm që ndikojnë në shkallën e reagimit, nëse ekziston një ndërfaqe midis reaktantëve (reagimi heterogjen), shkalla e reagimit do të varet gjithashtu nga zona e kontaktit të reaktantëve. Për shembull, imagjinoni një kokërr alumini metalik të hedhur në një tub provë të mbushur me një zgjidhje ujore të acidit klorhidrik. Alumini është një metal aktiv që mund të reagojë me acide si jooksidues. Me acid klorhidrik, ekuacioni i reagimit është si më poshtë:

2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2

Alumini është një material i ngurtë, që do të thotë se reagimi me acid klorhidrik zhvillohet vetëm në sipërfaqen e tij. Natyrisht, nëse e rrisim sipërfaqen duke e rrotulluar së pari kokrrizën e aluminit në petë, kështu sigurojmë një numër më të madh të atomeve të aluminit të disponueshëm për reaksionin me acidin. Si rezultat, shkalla e reagimit do të rritet. Në mënyrë të ngjashme, rritja e sipërfaqes së një të ngurtë mund të arrihet duke e bluar atë në pluhur.

Po ashtu, shkalla e një reaksioni heterogjen, në të cilën një lëndë e ngurtë reagon me një substancë të gaztë ose të lëngshme, shpesh ndikohet pozitivisht nga nxitja, e cila është për shkak të faktit se si rezultat i nxitjes, molekulat akumuluese të produkteve të reagimit hiqen nga zona e reagimit dhe një pjesë e re e molekulave të reagentit është "sjellë".

Kjo e fundit duhet të shënojë gjithashtu ndikimin e madh në shkallën e reagimit dhe natyrën e reagentëve. Për shembull, sa më i ulët të jetë metali alkali në tabelën periodike, aq më shpejt reagon me ujë, fluori reagon më shpejt me hidrogjen të gaztë në mesin e të gjithë halogjeneve, etj.

Duke përmbledhur të gjitha sa më sipër, shkalla e reagimit varet nga faktorët e mëposhtëm:

1) përqendrimi i reagentëve: sa më i lartë, aq më i madh është niveli i reagimit

2) temperatura: me rritjen e temperaturës, rritet shpejtësia e çdo reaksioni

3) zona e kontaktit të reaktantëve: sa më e madhe të jetë zona e kontaktit të reaktantëve, aq më e lartë është shkalla e reagimit

4) nxitje, nëse reaksioni ndodh ndërmjet ngurtës dhe lëngut ose gazit, nxitja mund ta përshpejtojë atë.

Një reagim kimik është shndërrimi i disa substancave në të tjera.

Sido që të jetë lloji i reaksioneve kimike, ato ndodhin me ritme të ndryshme. Për shembull, shndërrimet gjeokimike në zorrët e Tokës (formimi i hidrateve kristalore, hidroliza e kripërave, sinteza ose dekompozimi i mineraleve) zgjasin mijëra, miliona vjet. Dhe reagime të tilla si djegia e barutit, hidrogjenit, kripës së kripës, kripa e berthollet ndodhin brenda një fraksioni të sekondës.

Shkalla e një reaksioni kimik kuptohet si ndryshimi i sasive të reaktantëve (ose produkteve të reagimit) për njësi të kohës. Koncepti më i përdorur shkalla mesatare e reaksionit (Δc p) në intervalin kohor.

v cf \u003d ± ∆C / ∆t

Për produktet ∆С\u003e 0, për materialet fillestare - .С< 0. Наиболее употребляемая единица измерения - моль на литр в секунду (моль/л*с).

Shkalla e çdo reaksioni kimik varet nga shumë faktorë: natyra e reaktantëve, përqendrimi i reaktantëve, ndryshimi i temperaturës së reagimit, shkalla e finitetit të reaktantëve, ndryshimi i presionit, futja e një katalizatori në mediumin e reagimit.

Natyra e reaktantëve ndikon ndjeshëm në shkallën e një reaksioni kimik. Si shembull, merrni parasysh ndërveprimin e disa metaleve me një përbërës të vazhdueshëm - ujin. Le të përcaktojmë metale: Na, Ca, Al, Au. Natriumi reagon shumë dhunshëm me ujë në temperatura të zakonshme, duke lëshuar një sasi të madhe nxehtësie.

2Na + 2H 2 O \u003d 2NaOH + H 2 + Q;

Kalciumi reagon më pak energji në temperaturë normale me ujë:

Ca + 2H2 O \u003d Ca (OH) 2 + H2 + Q;

Alumini reagon me ujë tashmë në temperatura të ngritura:

2Al + 6H2O \u003d 2Al (OH) h + 3H2 - Q;

Dhe ari është një nga metalet joaktive; nuk reagon me ujë as në temperatura normale dhe as në temperatura të ngritura.

Shkalla e një reaksioni kimik është në proporcion të drejtpërdrejtë me përqendrimi i reaktantëve ... Pra, për një reagim:

C2H4 + 3O 2 \u003d 2CO 2 + 2H2O;

Shprehja për shkallën e reagimit është:

v \u003d k ** [O 2] 3;

Kur k është konstanta e normës së një reaksioni kimik, numerikisht e barabartë me shkallën e këtij reagimi, me kusht që përqendrimet e përbërësve reagues të jenë të barabartë me 1 g / mol; vlerat [C 2 H 4] dhe [O 2] 3 korrespondojnë me përqendrimet e reaktantëve të ngritur në fuqinë e koeficientëve të tyre stoichiometrikë. Sa më i madh të jetë përqendrimi i [C 2 H 4] ose [O 2], aq më shumë përplasje të molekulave të këtyre substancave për njësi kohe, kështu që është më e madhe shkalla e reaksionit kimik.

Shkalla e reaksioneve kimike, si rregull, është gjithashtu në proporcion të drejtpërdrejtë në temperaturën e reaksionit ... Natyrisht, me rritjen e temperaturës, rritet energjia kinetike e molekulave, e cila gjithashtu çon në përplasje të mëdha të molekulave për njësi të kohës. Eksperimente të shumta kanë treguar se kur temperatura ndryshon çdo 10 gradë, shkalla e reagimit ndryshon 2-4 herë (rregulli i Van't Hoff):

ku V T 2 - shkalla e reaksionit kimik në T 2; V ti - shkalla e reaksionit kimik në T 1; g është koeficienti i temperaturës së shkallës së reaksionit.

ndikim shkalla e finitetit të substancave shkalla e reagimit varet gjithashtu drejtpërdrejt. Sa më të imëta janë grimcat e substancave reaguese, aq më shumë vijnë në kontakt me njëri-tjetrin për njësi kohe, aq më e madhe është shkalla e reaksionit kimik. Prandaj, si rregull, reagimet midis substancave të gazta ose zgjidhjeve vazhdojnë më shpejt sesa në gjendje të ngurtë.

Ndryshimi i presionit ndikon në shkallën e reagimit midis substancave në gjendje të gaztë. Duke qenë në një vëllim të mbyllur në një temperaturë konstante, reagimi vazhdon me një shpejtësi prej V 1. Nëse në këtë sistem rritim presionin (pra, ulim vëllimin), përqendrimet e reaktantëve do të rriten, përplasja e molekulave të tyre për njësi kohë do të rritet, shkalla e reagimit do të rritet në V 2 (v 2 \u003e v 1).

katalizatorët janë substanca që ndryshojnë shkallën e një reaksioni kimik, por mbeten të pandryshuara pasi përfundon reaksioni kimik. Efekti i katalizatorëve në shkallën e reaksionit quhet katalizë.Katalizatorët mund të përshpejtojnë procesin kimik-dinamik dhe ta ngadalësojnë atë. Kur substancat bashkëvepruese dhe katalizatori janë në të njëjtën gjendje të grumbullimit, ne flasim për katalizë homogjene, dhe në rastin e katalizës heterogjene, reaktantët dhe katalizatori janë në gjendje të ndryshme të grumbullimit. Katalizatori formon një kompleks të ndërmjetëm me reaktantët. Për shembull, për një reagim:

Katalizatori (K) formon një kompleks me A ose B - AK, BK, i cili lëshon K kur bashkëvepron me një grimcë të lirë A ose B:

AK + B \u003d AB + K

VK + A \u003d BA + K;

siti, me kopjimin e plotë ose të pjesshëm të materialit, kërkohet një lidhje me burimin.