Правило Вант-Гоффа
При повышении температуры на каждые 10 градусов константа скорости гомогенной элементарной реакции увеличивается в два — четыре раза.
где 
—
скорость реакции при температуре 
, 
—
скорость реакции при температуре 
, 
—
температурный коэффициент реакции
(если он равен 2, например, то скорость
реакции будет увеличиваться в 2 раза
при повышении температуры на 10 градусов).
Следует помнить, что правило Вант-Гоффа применимо только для реакций с энергией активации 60-120 кДж/моль в температурном диапазоне 10-400oC. Правилу Вант-Гоффа также не подчиняются реакции, в которых принимают участие громоздкие молекулы, например белки в биологических системах. Температурную зависимость скорости реакции более корректно описывает уравнение Аррениуса.
Уравне́ние
Арре́ниуса устанавливает
зависимость константы
скорости 
химической
реакции от температуры 
.
Согласно
простой модели столкновений, химическая
реакция между двумя исходными веществами
может происходить только в результате
столкновения молекул этих
веществ. Но не каждое столкновение ведёт
к химической реакции. Необходимо
преодолеть определённый энергетический
барьер,
чтобы молекулы начали друг с другом
реагировать. То есть молекулы должны
обладать некой минимальной энергией
(энергия
активации 
),
чтобы этот барьер преодолеть. Оценки
этого параметра показывают, что изменение
температуры в диапазоне от 200 °C до
300 °C приводит к изменению частоты
столкновений 
на
10 %.
Э
нергия
активации в (химии) —
минимальное количество энергии,
которое требуется сообщить системе (в
химии выражается в джоулях
на моль),
чтобы произошла реакция.
Энергетическая диаграмма химической реакции.
|
|
Экзотермическая реакция |
Эндотермическая реакция |
Ката́лиз — избирательное ускорение одного из возможных термодинамически разрешенных направлений химической реакции под действием катализатора(ов), который многократно вступает в промежуточное химическое взаимодействие с участниками реакции и восстанавливает свой химический состав после каждого цикла промежуточных химических взаимодействий.
Катализатор изменяет механизм реакции на энергетически более выгодный, то есть снижает энергию активации. Катализатор образует с молекулой одного из реагентов промежуточное соединение, в котором ослаблены химические связи. Это облегчает его реакцию со вторым реагентом. Важно отметить, что катализаторы ускоряют обратимые реакции, как в прямом, так и в обратном направлениях.
Ингибитор — вещество, замедляющее или предотвращающее течение какой-либо химической реакции: коррозии металла, старения полимеров, окисления топлива и смазочных масел, пищевых жиров и др.
Обратимые реакции — химические реакции, протекающие одновременно в двух противоположных направлениях (прямом и обратном).
Простая (одностадийная) обратимая реакция состоит из двух происходящих одновременно элементарных реакций, которые отличаются одна от другой лишь направлением химического превращения. Направление доступной непосредственному наблюдению итоговой реакции определяется тем, какая из этих взаимно-обратных реакций имеет большую скорость.
Химическое равновесие — состояние химической системы, в котором обратимо протекает одна или несколько химических реакций, причём скорости в каждой паре прямая-обратная реакция равны между собой. Для системы, находящейся в химическом равновесии, концентрации реагентов, температура и другие параметры системы не изменяются со временем.
Принцип Ле Шателье — Брауна — если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-либо из условий равновесия (температура, давление, концентрация, внешнее электромагнитное поле), то в системе усиливаются процессы, направленные на компенсацию внешнего воздействия.
Влияние температуры зависит от знака теплового эффекта реакции. При повышении температуры химическое равновесие смещается в направлении эндотермической реакции, при понижении температуры — в направлении экзотермической реакции. В общем же случае при изменении температуры химическое равновесие смещается в сторону процесса, знак изменения энтропии в котором совпадает со знаком изменения температуры.
Давление существенно влияет на положение равновесия в реакциях с участием газообразных веществ, сопровождающихся изменением объёма за счёт изменения количества вещества при переходе от исходных веществ к продуктам:
При повышении давления равновесие сдвигается в направлении, в котором уменьшается суммарное количество молей газов и наоборот.
Введение в реакционную смесь или образование в ходе реакции инертных газов действует так же, как и понижение давления, поскольку понижается парциальное давление реагирующих веществ. Следует отметить, что в данном случае в качестве инертного газа рассматривается газ, не участвующий в реакции.
При повышении концентрации одного из исходных веществ равновесие сдвигается в направлении образования продуктов реакции; При повышении концентрации одного из продуктов реакции равновесие сдвигается в направлении образования исходных веществ.