Pro správné chemické reakce je důležité znát podmínky, za kterých se vyskytují. Homogenní médium činidel umožňuje určit rychlost jejich interakce. Existují zvláštní faktory, které mohou zpomalit nebo urychlit homogenní reakce.
Chemické interakce mohou být rozděleny do různých skupin kvůli přítomnosti velkého počtu kritérií.
Existují následující znaky:
Jedná se o homogenní systém, v němž jsou chemické a fyzikální charakteristiky komponentů v každém bodě konstantní, a pokud se mění, pak s kontinuálním tempem, bez vzhledu ostrých skoků. Všechny jeho části nejsou od sebe odděleny. Takže tok homogenní chemické reakce.
Přítomnost několika činidel v homogenní fázi nemůže být vizuálně určena nebo mechanicky oddělena. Tato vlastnost je možná z důvodu rovnoměrného rozdělení kompozitních částic jedné složky do druhé.
Příklady homogenních fází zahrnují směsi plynů, zmrazenou vodu a roztoky v kapalné nebo pevné formě.
Jsou také nazývány homofázní reakce. Jedná se o procesy, které probíhají v oblasti jednoho homogenního média, a reagující složky a výsledné produkty jsou v konstantním stavu.
Homogenní reakce mají hodnoty, které zůstávají stejné, a pokud se mění, pak s kontinuální rychlostí.
Když probíhají procesy v oblasti oddělení dvou fází, jsou nazývány heterogenní.
Pokud jsou reakce vícestupňové, mohou mít smíšený typ. V nich počáteční fáze probíhají v homogenním prostředí a finální procesy v heterogenní fázi. Takové interakce se nejčastěji vyskytují v přírodě.
Patří sem proces chlorování molekul methanu v plynném prostředí. Tato reakce probíhá při vysokých teplotách nebo při vystavení ultrafialovému záření. V důsledku smíchání methanu a chloru dochází k fázové interakci exotermického typu.
Meziprodukty jsou plynné látky, které zahrnují molekuly chlormetanu, dichlormethanu, trichlormethanu, chlorovodíku. Během reakce dochází k postupné výměně atomů vodíku v methanu k atomům chloru. Konečnou látkou je chlorid uhličitý. Všechny stupně probíhají v plynném médiu označeném šipkou nahoru. Schematically, proces vypadá takto:
H 2 CH 2 ↑ + ClCl ↑ → H 2 CHCl ↑ + HCl ↑
H 2 CHCl + ClCl ↑ → H 2 CCl 2 + HCl ↑
H 2 CCl 2 ↑ + ClCl ↑ → HCl 3 ↑ + HCl ↑
HCCl 3 ↑ + ClCl ↑ → CCl 4 ↑ + HCl ↑
Existují také jednostupňové homogenní reakce. Příklady takových interakcí jsou uvedeny níže.
Homofázové procesy zahrnují:
Homogenní reakce se často vyskytují v kapalném médiu. Patří sem procesy halogenace, dělení různých komplexních sloučenin na jednodušší nebo radikálové, nahrazení některých atomů jiným nukleofilním nebo elektrofilním typem, odstranění částí molekuly nebo jejich přeskupení, prodloužení řetězce v důsledku polymerace, oxidační interakce. Výsledkem jsou tekuté produkty.
Průběh procesu může trvat různé časové intervaly. Důležitou vlastností této interakce je rychlost homogenní reakce. Představuje číselnou hodnotu, která určuje změnu koncentrace libovolného činidla po určitou dobu.
Může být charakterizováno odlišně: jako hodnota, která určuje změnu počtu interakčních komponent v daném objemu v určitém čase. Hlavní podmínkou je absence hromadné změny v systému.
Při výpočtu reakční rychlosti v homogenním médiu (označeném jako V i ) se používá určitý čas (t) snížení nebo zvýšení molárního množství reakčního činidla (Ci). Existuje speciální vzorec pro výpočet:
V i = ± C i / t.
Pro chemický proces HCl + NaOH → NaCl + H 2O lze rychlost průtoku stanovit snížením koncentrace každého činidla. (kyselina chlorovodíková nebo hydroxidem sodným) nebo zvýšením množství produktů přeměny (chlorid sodný nebo voda) v průběhu doby za konstantních teplotních podmínek.
K určení rychlosti homogenních reakcí se koncentrace odebírá v molů na litr a čas se měří v sekundách. Výpočet je následující:
V i = ± C i / t = - [HC1] / t = - [NaOH] / t = [NaCl] / t = [H20] / t.
Reakce je homogenní, přičemž rychlost daného procesu je přímo úměrná dané látce na jednotku objemu. Čím více molekul jsou zapojeny, tím rychleji je interakce.
Hlavní faktory ovlivňující rychlost procesů v homogenním prostředí jsou koncentrace činidel a reakčních produktů, jejich chemická povaha, teplotní podmínky, tlak v reakčním objemu, stejně jako přítomnost urychlovačů, které katalyzují změny.
Závislost rychlosti reakcí na vytápění byla zjištěna vědcem Vant-Hoff. Podle něj každé zvýšení teploty o 10 ° zvyšuje rychlost homogenních reakcí o 2 nebo 4 krát. V teplejším prostředí se molekuly začnou aktivněji pohybovat, vzájemně se srazí, což vede k jejich interakci.
Časem probíhají homogenní reakce s různými intenzity, a proto jejich rychlost může být pravdivá (v určitém okamžiku) a průměr, což je třeba vzít v úvahu při výpočtech.