Александр спросил 5 лет назад
Здравствуйте, Михаил Валерьевич. Я закончил МГУ 8 лет назад и сейчас преподаю химию школьникам. Будучи студентом слушал ваши лекции с большим удовольствием, а сейчас вспомнил, что у вас есть замечательная страничка для вопросов. Недавно озадачился таким вопросом по кинетике. Часто приходится слышать, что скорость гомогенных реакций в растворе больше, чем скорость гетерогенных реакций в растворе.То есть, например, реакция раствора гидроксида натрия с HCl идет быстрее, чем реакция гидроксида алюминия с HCl такой же концентрации. Но ведь скорости этих двух реакций имеют различную размерность, и мы не можем их математически сравнить. Как связать общепринятое утверждение и мои размышления на этот счет?
Михаил Валерьевич Коробов Админ. ответил 5 лет назад
Александр, добрый вечер! Не совсем понимаю вопрос. Что такое гетерогенная реакция в растворе? Если реакция идет в растворе, т.е. оба реагента в растворе, то она по определению гомогенная. Если один реагент твердый, а другой в жидкости вокруг этого первого реагента, то реакцию можно назвать гетерогенной и реально она может происходить на поверхности твердого.
Трудно сравнить скорости таких двух реакций. Дело не в размерности самой скорости. Ее как раз можно сделать одинаковой. Дело в концентрации твердого реагента, как нужно ее считать? Если реально реакция происходит в растворе, считаете ли вы, что твердое вещество полностью растворилось или нет? Плохая растворимость, например, может снижать скорость. Словом, пока это неточно сформулированная задача.
Сравнивают эффективность гетерогенного и гомогенного катализа. Гомогенный катализатор эффективнее, потому что в этом случае могут работать все атомы катализатора, а в геторогенном катализаторе — только поверхностные атомы. Измельчение катализатора приводит к увеличению его эффективности.
Александр
ответил 5 лет назад Говоря про раствор, я имел в виду, что обе реакции протекают в растворе HCl (а не с хлороводородом). А реакцию с гидроксидом алюминия действительно я рассматриваю как гетерогенный процесс. Другими словами, верно ли, что скорость гомогенных реакций в растворе выше, чем скорость гетерогенных реакций на границе твердое вещество-раствор?.
Михаил Валерьевич Коробов Админ. ответил 5 лет назад
Александр, добрый день! В выражение для скорости входят концентрации реагентов. Как их считать в случае реакции на поверхности? Можно взять концентрацию на поверхности, умножить на площадь поверхности и разделить на объем сосуда, где реакция протекает. Если брать такую \»объемную концентрацию\», то она будет маленькой, если сравнивать с обычной объемной концентрцией.. Ну, и следует ожидать маленькую скорость реакции… Т.е. если вы полностью растворяете вещество, то скорость будет выше, чем в случае, когда тоже количество реагента лежит твердым куском. Вы об этом?
Александр
ответил 5 лет назад Да, я спрашивал об этом. Интуитивно понятно, что скорость гомогенных реакций, конечно, выше скорости гетерогенных, но для строгого объяснения меня смущала разница в размерностях этих скоростей. Но теперь ясно, как можно поверхностную концентрацию привести к объемной. Спасибо!
