Номер 557, страница 90 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

557. Как площадь поверхности соприкосновения реагирующих веществ влияет на скорость химической реакции? Приведите пример использования этого фактора в повседневной жизни.

Площадь поверхности соприкосновения реагирующих веществ является одним из важнейших факторов, определяющих скорость химической реакции, особенно в случае гетерогенных реакций, то есть реакций, в которых вещества находятся в разных агрегатных состояниях (например, твердое вещество и газ, или твердое вещество и жидкость).

Основной принцип заключается в том, что чем больше площадь поверхности соприкосновения реагентов, тем выше скорость химической реакции. Это объясняется тем, что химическое взаимодействие происходит непосредственно на границе раздела фаз. Когда мы увеличиваем площадь поверхности твердого реагента (например, путем его измельчения, дробления или растирания в порошок), мы делаем доступным для реакции гораздо большее количество его молекул или атомов. Согласно теории активных столкновений, скорость реакции пропорциональна числу эффективных столкновений между частицами реагентов в единицу времени. Увеличение площади контакта приводит к резкому росту частоты столкновений, что, в свою очередь, ускоряет реакцию.

Примеров использования этого фактора в повседневной жизни множество. Классическим примером является горение. Большое полено в костре горит медленно, так как кислород воздуха может реагировать только с его внешней поверхностью. Если же это полено наколоть на мелкие щепки, их суммарная площадь поверхности будет значительно больше, и они сгорят очень быстро, выделяя тепло интенсивнее. Древесные же опилки, взвешенные в воздухе, могут сгореть практически мгновенно, со взрывом, из-за их колоссальной общей площади поверхности.

Другие бытовые примеры:

• Приготовление пищи: мы нарезаем овощи, мясо и другие продукты на более мелкие куски, чтобы они приготовились быстрее. Это увеличивает площадь их контакта с горячей водой или маслом, ускоряя термическую и химическую обработку.
• Растворение веществ: сахарный песок растворяется в чае гораздо быстрее, чем кусок рафинада, а сахарная пудра — еще быстрее. Шипучая таблетка аспирина, брошенная в воду, бурно реагирует и растворяется за секунды, так как имеет пористую структуру и распадается на мелкие частицы с большой общей поверхностью.

Ответ: Увеличение площади поверхности соприкосновения реагирующих веществ ведет к увеличению скорости химической реакции. Это связано с тем, что в реакцию вступает большее количество частиц, находящихся на поверхности. В повседневной жизни этот принцип используется, например, при сжигании дров: мелкие щепки сгорают гораздо быстрее, чем целое полено, так как их общая площадь контакта с кислородом воздуха значительно больше.