Факторы, влияющие на скорость химической реакции
Лекция № 2
СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
План лекции:
1. Введение
2. Основы химической кинетики. Факторы, влияющие на скорость химической реакции
3. Механизмы протекания химических реакций
4. Фотосинтез
5. Зрение
6. Ферментативный катализ
Цели изучения:познание кинетических закономерностей, определяющих протекание химических и биохимических процессов, изучение влияния различных факторов на скорость реакций.
Введение
Математический аппарат химической термодинамики позволяет определять тепловые эффекты химических реакций и прогнозировать направление протекания процессов, но при этом важнейшая для практики величина время, за которое протекает процесс, не рассматривается в рамках классической термодинамики.
Раздел химии, изучающий скорости и механизмы химических процессов, называется химической кинетикой.
Знание законов химической кинетики необходимо врачу, чтобы:
1) глубже понимать суть процессов, протекающих в организме;
2) определять оптимальные промежутки времени между приемами лекарственного средства;
3) оценивать остаточное количество токсиканта в организме.
2. Основы химической кинетики
Факторы, влияющие на скорость химической реакции
Основная величина в химической кинетике - скорость реакции. В общем случае, скорость химической реакции / /определяется изменением количества реагирующего вещества в единицу времени:
(1) |
Для гомогенной (однородной) системы средняя скорость химической реакции измеряется количеством веществ, вступивших в реакцию или образующихся в результате реакции за единицу времени в единице объема системы. Иными словами, в данном случае скорость реакции определяется изменением концентраций реагирующих веществ в единицу времени:
(2) |
Истинная скорость гомогенной реакции, т.е., скорость реакции в данный момент времени, рассчитывается по уравнению:
(3) |
Концентрации реагирующих веществ принято выражать в моль/л, а время – в секундах, минутах или часах. Если время измерять в секундах, то размерность скорости гомогенной реакции: [моль∙л-1∙с-1].
Для гетерогенной (неоднородной) системы скорость химической реакции измеряется количеством веществ, вступивших в реакцию или образующихся в результате реакции за единицу времени на единице поверхности раздела фаз:
(4) |
Размерность скорости гетерогенной реакции: [моль∙м–2∙с–1].
Скорость химической реакции зависит от природы реагирующих веществ, их концентрации, температуры и наличия катализатора. В некоторых случаях на скорость реакции оказывают влияние давление (если реакция протекает в газовой фазе), природа растворителя (если реакция протекает в растворе) и вид излучения (солнечная энергия, радиоактивное излучение). Скорость гетерогенных реакций зависит также от площади поверхности соприкосновения реагирующих веществ.