Что такое средняя скорость реакции?
Средняя скорость реакции показывает, насколько быстро меняется концентрация реагента или продукта за определённый промежуток времени в ходе химической реакции. Её выражают в моль/(л·с). Поскольку реагенты расходуются, а продукты образуются, в расчёт вводят стехиометрический коэффициент — он позволяет получить единую скорость реакции, одинаковую для всех участвующих веществ.
Как пользоваться калькулятором
Сначала выберите, что вы отслеживаете: реагент (его концентрация убывает) или продукт (концентрация растёт). Затем введите начальную и конечную концентрации в моль/л, начальное и конечное время в секундах, а также стехиометрический коэффициент этого вещества в уравнении реакции. Калькулятор вычислит среднюю скорость реакции, а также покажет использованные изменение концентрации и интервал времени.
Разбор формулы
Для реагента A: скорость = \( -\frac{\Delta[\text{A}]}{a \cdot \Delta t} \). Знак минус превращает отрицательное изменение концентрации в положительное значение скорости. Для продукта P: скорость = \( \frac{\Delta[\text{P}]}{b \cdot \Delta t} \). Деление на коэффициент (a или b) приводит скорость к общему виду, так что для любого вещества получается одно и то же значение скорости реакции в целом.
$$\text{Rate} = -\frac{1}{\text{Coeff}} \cdot \frac{\text{Final Conc} - \text{Initial Conc}}{\text{Final Time} - \text{Initial Time}}$$
Пример расчёта
Рассмотрим реакцию 2 N₂O₅ → 4 NO₂ + O₂. Пусть концентрация [N₂O₅] снижается с 1,00 моль/л до 0,60 моль/л за 10 с, а коэффициент равен 2. Тогда \( \Delta[\text{A}] = 0{,}60 - 1{,}00 = -0{,}40 \) моль/л, \( \Delta t = 10 \) с. $$\text{Скорость} = -\frac{-0{,}40}{2 \times 10} = \frac{0{,}40}{20} = 0{,}02 \ \text{моль/(л} \cdot \text{с)}$$
Частые вопросы
Зачем делить на коэффициент? Чтобы скорость убывания реагентов и скорость образования продуктов давали одно и то же единое значение «скорости реакции» для всего уравнения.
Почему для реагентов результат положительный? Ведущий знак минус компенсирует отрицательное изменение концентрации, поэтому скорость реакции всегда указывается как положительное число.
Что будет, если оставить коэффициент равным 1? Тогда вы получите скорость изменения концентрации конкретного вещества, не приведённую к стехиометрии сбалансированного уравнения.
