Химические реакции

Химические реакции

Превращения веществ, которые сопровождаются изменением их состава и (или) строения, называются химическими реакциями. В химических реакциях из одних веществ выходят другие. Исходные вещества, которые вступают в химическую реакцию, называются реагентами, а новые, которые образуются в результате такой реакции, - продуктами реакции. Химические реакции всегда сопровождаются физическими эффектами, которые называются признаками химической реакции.
Признаки химических реакций, которые встречаются чаще всего:

- поглощение или выделение теплоты;

- изменение расцветки реакционной смеси;

- образование или растворение осадка;

- выделение или поглощение газа;

- появление или исчезновение запаха.

Условия возникновения и хода химических реакций.

- контакт между реагирующими веществами (реагентами);

- поддержка определенного температурного режима;

- измельчение и перемешивание реагентов в твердом состоянии;

- повышение давления реагентов в газообразном состоянии;

- облучение реагентов видимым светом или ультрафиолетовыми лучами.

Энергетический эффект химических реакций.

Химические реакции всегда сопровождаются выделением или поглощением энергии. Количество выделенной или поглощенной энергии называется тепловым эффектом химической реакции (Q). Реакции, что сопровождаются выделением энергии, называются экзотермическими, поглощением энергии, - эндотермическими.

Химические уравнения, в которых приводятся тепловые эффекты химических реакций, называются термохимическими, например:

В этом уравнении отмечены агрегатные состояния веществ (г.- газообразный, г.- жидкий), поскольку от них зависит тепловой эффект реакции.

Химическое равновесие.

Химические реакции, которые при одних и тех же условиях могут идти в противоположных направлениях, называются оборотными. В случае, если при данных условиях реагенты полностью превращаются в продукты реакции, реакции называются необоротными.

Условия необратимости химических реакций

1) Продукты, которые образуются, выводятся из сферы реакции - выпадают в виде осадка, выделяются в виде газа:

2) Образуются соединения, например вода:

3) Выделяется большое количество энергии :

Оборотные реакции не идут до конца и заканчиваются установлением химического равновесия - такого состояния системы реагирующих веществ, при котором скорости прямой и обратной реакций одинаковые. Состояние химического равновесия можно сместить в ту или другую сторону изменением внешних условий : температуры, давления, концентрации веществ, которые участвуют в реакции. Эти изменения определяются принципом динамического равновесия- принципом Лэ Шателье: внешнее действие на равновесную систему смещает равновесие в направлении ослабления эффекта этого действия.

Из принципа Лэ Шателье следует вывод:

1) при увеличении концентрации одной из реагирующих веществ равновесие смещается в сторону расходования этого вещества, а при уменьшении концентрации - в сторону ее образования;

2) изменение давления смещает равновесие только в газовых системах. С увеличением давления равновесие смещается в сторону уменьшения объему (количества вещества) газообразных веществ, с уменьшением давлению - в сторону увеличения объема (количества вещества) газообразных веществ. Если реакция проходит без изменения числа молекул (количества вещества) газообразных веществ, то давление твердых тел не влияет на состояние равновесия;

3) во время повышения температуры равновесие смещается в сторону хода эндотермической реакции, во время снижения температуры - экзотермической реакции.

Скорость химической реакции

Скорость химической реакции определяется количеством вещества, которое прореагировало за единицу времени в единице объема.

где - средняя скорость химической реакции, - изменение концентрации реагента, - время.

Факторы, которые влияют на скорость химической реакции

1) Природа реагирующих веществ.

2) Агрегатное состояние реагирующих веществ.

3) Концентрация реагирующих веществ.

Основной закон химической кинетики - закон действующих масс для скорости химических реакций, скорость химической реакции при постоянной температуре пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ

4) Площадь поверхности столкновения реагирующих веществ.

Эта зависимость справедлива для гетерогенных систем при участии твердых веществ.

5) Изменение температуры.

Зависимость скорости реакции от температуры описывается правилом Вант-Гоффа : при повышении температуры на каждые 10 °Со скорость большинства реакций увеличивается в 2-4 раза.

6) Для газов - давление в системе.

7) Наличие катализаторов.

Катализаторы - это вещества, которые изменяют скорость химической реакции. Катализатор в процессе реакции не тратится и в состав конечных продуктов не входит. Позитивный катализ - ускорение реакции. Негативный катализ, или ингибирование, - замедление реакции.