Номер 537, страница 86 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

537. Можно ли определить скорость химической реакции по изменению молярной концентрации исходных веществ или продуктов реакции?

Да, определить скорость химической реакции по изменению молярной концентрации исходных веществ или продуктов реакции не только можно, но и является основным способом ее определения. Скорость химической реакции — это фундаментальная характеристика, показывающая, как быстро протекает химическое превращение.

Для гомогенных реакций (протекающих в одной фазе, например, в растворе) скорость определяется как изменение молярной концентрации вещества в единицу времени. Молярная концентрация ($C$) измеряется в моль/л.

Средняя скорость реакции ($v_{ср}$) за промежуток времени $\Delta t = t_2 - t_1$ вычисляется по формуле: $v_{ср} = \pm \frac{\Delta C}{\Delta t} = \pm \frac{C_2 - C_1}{t_2 - t_1}$ где $C_1$ и $C_2$ — молярные концентрации вещества в начальный ($t_1$) и конечный ($t_2$) моменты времени соответственно.

Знак в формуле зависит от того, по какому веществу (реагенту или продукту) ведется расчет:

1. При расчете по исходному веществу (реагенту), его концентрация в ходе реакции уменьшается, то есть $C_2 < C_1$. Следовательно, изменение концентрации $\Delta C = C_2 - C_1$ является отрицательной величиной. Поскольку скорость реакции по определению всегда положительна, в формуле используется знак «минус»: $v_{\text{реагента}} = - \frac{\Delta C_{\text{реагента}}}{\Delta t}$

2. При расчете по продукту реакции, его концентрация со временем увеличивается ($C_2 > C_1$), поэтому изменение концентрации $\Delta C = C_2 - C_1$ положительно. В этом случае в формуле используется знак «плюс» (который обычно опускается): $v_{\text{продукта}} = \frac{\Delta C_{\text{продукта}}}{\Delta t}$

Чтобы значение скорости реакции было однозначным и не зависело от того, по какому веществу ее рассчитывают, изменение концентрации каждого вещества делят на его стехиометрический коэффициент в уравнении реакции. Для общей реакции вида: $aA + bB \to cC + dD$ выражение для скорости реакции выглядит следующим образом: $v = -\frac{1}{a} \frac{\Delta C_A}{\Delta t} = -\frac{1}{b} \frac{\Delta C_B}{\Delta t} = \frac{1}{c} \frac{\Delta C_C}{\Delta t} = \frac{1}{d} \frac{\Delta C_D}{\Delta t}$

Таким образом, экспериментально измеряя молярную концентрацию любого из реагентов или продуктов в различные моменты времени, можно рассчитать и охарактеризовать скорость химической реакции.

Ответ: Да, можно. Скорость химической реакции по определению и есть изменение молярной концентрации одного из исходных веществ или продуктов реакции в единицу времени. Это основной способ количественного описания и измерения скорости химических процессов.