Задача на увеличение скорости реакции

[RZNMBR]

Из предложенного перечня внешних воздействий выберите все воздействия, которые приводят к увеличению скорости химической реакции

Fe(тв.) + 2H⁺ = Fe²⁺ + H₂(г.)

1)  увеличить концентрацию ионов железа

2)  увеличить концентрацию ионов водорода

3)  уменьшить давление

4)  уменьшить концентрацию кислоты

5)  увеличить температуру

В ответах написано что правильные: 235, но я не могу понять как уменьшение давления в этой реакции может увеличить скорость

[yatcheh]

30.12.2022 в 19:32, RZNMBR сказал:

В ответах написано что правильные: 235, но я не могу понять как уменьшение давления в этой реакции может увеличить скорость

 

Потому что есть обратная реакция:

Fe²⁺ + H₂(г.) = Fe(тв.) + 2H⁺ 

И суммарная скорость прямой реакции это - фактически разница скоростей этих реакций.

Если процесс идёт в квазистатических условиях, то давление водорода постоянно, и оно входит в константу скорости реакции. Так что, если мы изменяем давление, то и значение константы скорости суммарной реакции будет меняться.

 

Изменено 30 Декабря, 2022 в 16:57 пользователем yatcheh

[Lеоnid]

В 30.12.2022 в 19:54, yatcheh сказал:

Так что, если мы изменяем давление, то и значение константы скорости суммарной реакции будет меняться.

Давление водорода - оно давление водорода, в формулу ЗДМ входит. Изменение константы при изменении концентрации (давления) компонента - как-то странно звучит.

Мы, наверное, о чем-то разном говорим.

[RZNMBR]

В 30.12.2022 в 23:54, yatcheh сказал:

 

Так что, если мы изменяем давление, то и значение константы скорости суммарной реакции будет меняться.

 

А оно будет меняться именно в сторону увеличения скорости?

[Lеоnid]

В 30.12.2022 в 20:06, RZNMBR сказал:

А оно будет меняться именно в сторону увеличения скорости?

Формально снижение давление означает снижение концентрации продукта, что по Ле-Шателье сдвигает равновесие вправо. Что не совсем тождественно увеличению скорости, но за уши притянуть можно.

[Lеоnid]

Что тут еще можно придумать. Если принять, что водород в системе - единственный газ и понизить его давление до закипания системы, то возросший гидродинамический режим обеспечит увеличение скорости за счет более динамичного обновления реакционных поверхностей.

[yatcheh]

30.12.2022 в 20:04, Lеоnid сказал:

Давление водорода - оно давление водорода, в формулу ЗДМ входит. Изменение константы при изменении концентрации (давления) компонента - как-то странно звучит.

Мы, наверное, о чем-то разном говорим.

 

Но мы же рассматриваем реакцию не элементарную

v1 = k1*[H+]^2 

v2 = k2*[H2]*[Fe2+]

v = v1 - v2 = k1*[H+]^2 - k2'*[H2]*[Fe2+]

Можно же вдвинуть давление водорода в кинетическое уравнение суммарного процесса.  Или я где-то капитально лажаю?

 

[Lеоnid]

В 30.12.2022 в 20:22, yatcheh сказал:

Можно же вдвинуть давление водорода в кинетическое уравнение суммарного процесса.

Вдвинуть - можно, что, видимо, составители и предположили. 

Но и в этом случае константа скорости реакции - отношение констант прямого и обратного процесса, и от их концентраций (парциальных давлений) не зависит. Иначе это понятие не называлось бы константой.

[yatcheh]

30.12.2022 в 20:09, Lеоnid сказал:

Формально снижение давление означает снижение концентрации продукта, что по Ле-Шателье сдвигает равновесие вправо. Что не совсем тождественно увеличению скорости, но за уши притянуть можно.

 

За уши не надо. Ле-Шателье тут не в коня корм. Это ж термодинамика. А тут - кинетика. 

Если рассматривать элементарные реакции - то тут никакой зависимости от давления не будет. Это - ясен пень.

 

Чё-то запутался я в трёх соснах...

[Lеоnid]

В 30.12.2022 в 20:22, yatcheh сказал:

Но мы же рассматриваем реакцию не элементарную

Да собственно, элементарную (изолированно) никогда и не рассматривают.

В 30.12.2022 в 20:28, yatcheh сказал:

Ле-Шателье тут не в коня корм. Это ж термодинамика. А тут - кинетика. 

Да ясное дело! Я и не хотел в это лезть за очевидной бессмыслицей.