Скорость реакции при введении инертного газа в газовую смесь

[Niko_02]

Здравствуйте!

 

В открытом варианте ЕГЭ по химии этого года в 18 задании встретилась довольно интересная формулировка "разбавление хлора азотом". Подскажите, пожалуйста, как рассуждать в этом случае с позиции задания и с позиции реальной химии. 

 

С одной стороны - слово "разбавление" указывает на понижение концентрации реагентов в составе газовой смеси в системе. Так, видимо, и закладывалось по заданию составителями. То есть интуитивно понятно, что хотят получить. 

 

С другой стороны, если рассуждать логически: если у нас замкнутый реактор и мы вводим туда дополнительно инертный газ, значит должно расти давление, но при этом сама концентрация газов по идее будет понижаться. Но какая там зависимость между ними в этом деле - непонятно. То есть в принципе скорость реакции может и возрасти при таком воздействии, если давление в системе возрастет?

 

Получается противоречие какое-то внутри задания. Нам же не указывают никаких специфических моментов больше и особенностей по условиям протекания реакции и используемому реактору. Даже не сказано, замкнутый он или нет. 

 

То есть следует опираться чисто на слово "разбавление" и работать как с растворами?

 

Как формульно с позиции теоретической химии обосновать зависимость скорости реакции от этого фактора? Что изменяется и на что влияет? 

 

Буду очень благодарен структурированному ответу. Потом дополнительно смогу ещё сам поизучать, но сначала хочется понять, где я сам изначально мыслю неправильно. Или же это недоработка задания и просто упрощение из школьного уровня химии. 

Изменено 29 Июля, 2025 в 14:12 пользователем Niko_02
Опечатка в теме

[grau]

Не путайте понятие "разбавление" с понятием "добавление" и не плодите лишних сущностей.

[Niko_02]

В 29.07.2025 в 17:48, grau сказал:

Не путайте понятие "разбавление" с понятием "добавление" и не плодите лишних сущностей.

Ну если говорить в контексте растворов, то разбавление водой = добавление воды. 

 

Я понимаю контекст задания и то, что необходимо там выбрать. Это все легко. 

 

Но хочется понять, как влияет инертный газ на скорость в замкнутом реакторе. Что там будет происходить... Какие вообще варианты могут быть? 

 

Цель исследовательская, скорее, а не сугубо желание найти ответ на задание. Просто данное задание сработало как триггер и подняло ряд вопросов. Поэтому интересуюсь и пложу сущности, для нахождения истины или её подобия) 

Изменено 29 Июля, 2025 в 15:46 пользователем Niko_02
Опечатка

[Arkadiy]

В 29.07.2025 в 18:37, Niko_02 сказал:

Ну если говорить в контексте растворов, то разбавление водой = добавление воды. 

 

Я понимаю контекст задания и то, что необходимо там выбрать. Это все легко. 

 

Но хочется понять, как влияет инертный газ на скорость в замкнутом реакторе. Что там будет происходить... Какие вообще варианты могут быть? 

 

Цель исследовательская, скорее, а не сугубо желание найти ответ на задание. Просто данное задание сработало как триггер и подняло ряд вопросов. Поэтому интересуюсь и пложу сущности, для нахождения истины или её подобия) 

Инертный газ вводят для того, чтобы в реакторе не было воздуха и не шли реакции в которых участвует кислород

[Niko_02]

В 29.07.2025 в 22:46, Arkadiy сказал:

Инертный газ вводят для того, чтобы в реакторе не было воздуха и не шли реакции в которых участвует кислород

А если ввести его избыточное количество, то это как-то повлияет на скорость протекающей реакции или ничего не изменится? И почему?

 

Заранее спасибо! С точки зрения практики (зачем это нужно) теперь понятно🙏

Изменено 29 Июля, 2025 в 20:42 пользователем Niko_02
Опечатка

[Arkadiy]

В 29.07.2025 в 23:36, Niko_02 сказал:

А если ввести его избыточное количество, то это как-то повлияет на скорость протекающей реакции или ничего не изменится? И почему?

 

Заранее спасибо! С точки зрения практики (зачем это нужно) теперь понятно🙏

У вас автоклав под давлением или обычный реактор и вы ведете реакцию в среде инертного газа?

Если автоклав, то вы повысите в нем давление и возможно повысите скорость реакции, хотя это не факт

[almalino]

В 29.07.2025 в 17:11, Niko_02 сказал:

Здравствуйте!

 

В открытом варианте ЕГЭ по химии этого года в 18 задании встретилась довольно интересная формулировка "разбавление хлора азотом". Подскажите, пожалуйста, как рассуждать в этом случае с позиции задания и с позиции реальной химии. 

 

С одной стороны - слово "разбавление" указывает на понижение концентрации реагентов в составе газовой смеси в системе. Так, видимо, и закладывалось по заданию составителями. То есть интуитивно понятно, что хотят получить. 

 

С другой стороны, если рассуждать логически: если у нас замкнутый реактор и мы вводим туда дополнительно инертный газ, значит должно расти давление, но при этом сама концентрация газов по идее будет понижаться. Но какая там зависимость между ними в этом деле - непонятно. То есть в принципе скорость реакции может и возрасти при таком воздействии, если давление в системе возрастет?

 

Получается противоречие какое-то внутри задания. Нам же не указывают никаких специфических моментов больше и особенностей по условиям протекания реакции и используемому реактору. Даже не сказано, замкнутый он или нет. 

 

То есть следует опираться чисто на слово "разбавление" и работать как с растворами?

 

Как формульно с позиции теоретической химии обосновать зависимость скорости реакции от этого фактора? Что изменяется и на что влияет? 

 

Буду очень благодарен структурированному ответу. Потом дополнительно смогу ещё сам поизучать, но сначала хочется понять, где я сам изначально мыслю неправильно. Или же это недоработка задания и просто упрощение из школьного уровня химии. 

Давайте для начала отсеем ответы, кои очевидно НЕ приводят к ускорению реакции. Это 3 и 5. По-моему, в пояснениях и подробном разборе эти пункты не нуждаются. Хотя… если охладить хлор до сжиженного состояния, и он выпадет росой на железе, то, возможно, реакция и ускорится!

По пп. 1 и 2 как-то не очень ясно, что имеется в виду: повышение общего давления в сосуде, т.е. реагент + инертный газ (при неизменной концентрации реагента)? Или же повышение давления = концентрации именно реагента? Если последнее, то реакция ускорится. А если первое, то скорость её не изменится.

Ну и наконец п.4: с очевидностью приведёт к ускорению реакции, поскольку измельчение железа увеличивает площадь поверхности одного из реагентов, что в данном случае есть аналог его концентрации. А скорость реакции пропорциональна произведению именно концентраций (а не формального давления).

Изменено 31 Июля, 2025 в 10:18 пользователем almalino

[grau]

В 31.07.2025 в 14:36, almalino сказал:

… если охладить хлор до сжиженного состояния, и он выпадет росой на железе, то, возможно, реакция и ускорится!

 

Да будет вам известно, что хлорная роса хранится при обычной температуре под давлением как раз в стальных баллонах без какой-либо специальной защиты их внутренней поверхности.

 

Изменено 31 Июля, 2025 в 10:09 пользователем grau

[almalino]

В 31.07.2025 в 12:54, grau сказал:

Да будет вам известно, что хлорная роса хранится при обычной температуре под давлением как раз в стальных баллонах без какой-либо специальной защиты их внутренней поверхности.

Мне это не известно, поэтому я и написал «возможно». Но за инфу премного благодарен.