Question

Охарактеризуйте на конкретных примерах зависимость скорости химической реакции а)от поверхности соприкосновения реагирующих веществ б)от действия ингибитора

Answer 1

а) Площадь поверхности соприкосновения реагирующих веществ.

Возьмём раствор серной кислоты, порошок алюминия и алюминиевую пластику.

Реакцию в обоих случаях можно выразить вот таким уравнением :

2Al + 3H₂SO₄ ⇒ Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑.

При погружении в раствор серной кислоты порошка алюминия (так площадь соприкосновения с реагентом намного больше) реакция идёт быстрее, нежели чем с пластинкой.

Мы можем сделать вывод, что чем больше площадь соприкосновения реагентов, тем больше протекает реакция (для гетерогенных реакций).

б) Действие ингибитора.

Возьмём раствор серной кислоты, цинк и ингибитор - формалин (смесь формальдегида, метанола и воды).

При взаимодействии раствора серной кислоты и цинка мы можем наблюдать интенсивное выделение водорода :

Zn + H₂SO₄ ⇒ ZnSO₄ + H₂↑.

При добавлении в реакционную смесь формалина водорода выделяется уже намного меньше, чем прежде.

На основании этого мы можем сделать вывод, что ингибиторы замедляют определённую химическую реакцию.

Answer 2

a) Зависимость скорости химической реакции от поверхности соприкосновения реагирующих веществ:

Пример: Реакция между металлом и кислородом.

Рассмотрим реакцию между железом (Fe) и кислородом (O2), которая приводит к образованию оксида железа (Fe2O3), известного как ржавчина:

4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3

Скорость этой реакции зависит от доступности поверхности металла для взаимодействия с кислородом. Если железо представлено в виде мелких частиц, например порошка, скорость реакции будет выше, чем если бы это были крупные куски металла. Это происходит потому, что большая поверхность мелких частиц обеспечивает больше активных мест для столкновений с молекулами кислорода, что увеличивает вероятность реакции и, следовательно, увеличивает скорость реакции.

b) Зависимость скорости химической реакции от действия ингибитора:

Пример: Ингибирование ферментативной реакции.

Рассмотрим реакцию гидролиза сахарозы (сахара) с помощью фермента сахаразы:

Сахароза + Вода → Глюкоза + Фруктоза

Эта реакция катализируется ферментом сахаразой. Однако если добавить ингибитор, например, молекулу, конкурирующую с сахарозой за активное место фермента, то скорость реакции снизится. Ингибитор конкурирует с сахарозой за доступ к активному месту фермента, блокируя возможность сахарозы связаться с ним. Это приводит к уменьшению числа успешных столкновений и, следовательно, к снижению скорости реакции.

Таким образом, ингибиторы могут замедлять химические реакции путем вмешательства в катализирующие процессы и уменьшения доступа реагентов к активным центрам реакции.