Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ определяет основной постулат химической кинетики:
Скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентрации реагирующих веществ, взятых в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции при условиях постоянства всех остальных факторов (температуры, состава).
Например, если реагируют вещества А и В, то
где k - константа скорости реакции; ni –порядок реакции по данному i -му реагенту.
Это аналитическое выражение закона, установленного в 1867 году норвежскими учеными К. М. Гульдбергом и П. Вааге. Он известен под названием закона действующих масс.
Коэффициент пропорциональности k называется константой скорости химической реакции. Константа скорости реакции k численно равна скорости реакции, если концентрации всех участников реакции равны единице. По физическому смыслу константа скорости – это удельная скорость реакции или стандартная скорость (при ci =1), поэтому еѐ величина зависит от всех факторов, которые влияют на скорость реакции, за исключением концентрации реагирующих веществ. Единицы ее измерения определяются видом кинетического уравнения.
|
|
Порядок реакции
Порядок реакции определяется величиной показателя степени в кинетическом уравнении реакции. Каждый из показателей степени при концентрациях (n 1 и n 2) выражает частный порядок реакции по данному компоненту. Сумма показателей степени при концентрациях (n 1+ n 2) определяет полный порядок реакции.
n = n1 + n2.
Он может принимать целые, дробные, положительные, отрицательные, а также нулевые значения. Если стехиометрическое уравнение правильно отражает истинный механизм реакции, то n 1 =a и n 2 =b.
Только для простых реакций уравнение скорости соответствует стехиометрическому уравнению.
Порядок реакции понятие формальное, поскольку в большинстве случаев не отражает механизма реакции. Определяется порядок реакции экспериментально и отражает зависимость скорости реакции от концентрации вещества.
Если скорость реакции не зависит от концентрации реагирующих веществ, то реакция имеет нулевой порядок.
Если скорость реакции зависит от концентрации вещества в первой степени, то это реакция первого порядка; если во второй степени, то это реакция второго порядка и так далее.