Гомогенные реакции.
Как известно, химическая реакция представляет собой превращение одного вещества, которое обычно называют исходным в другое, которое уже будет отличаться от него химическим составом, а также строением. В первом случае говорят о реагентах, а во втором – о продуктах реакции. Это известно всем еще из школьного курса химии. Также из курса школьной химии известен и тот факт, что в течение такой реакции не меняется состав химических элементов, в данном случае происходит лишь распределение ядер и электронов, в результате которого и образуются новые химические вещества.
Все химические реакции можно разделить на классы. Стоит сначала отметитть гомогенные реакции. Это такие реакции, которые протекают в одной фазе. Гомогенные реакции, примеры которых также легко найти в любом учебнике по химии, подразумевают протекании самых разных гомолитических реакций, характеризующихся распадом молекул на радикалы, замещения и отщепления, перегруппировки и так далее. Причем происходит это, как правило, в жидкой фазе. Скорость гомогенной реакции, если объем веществ остается постоянным, будет зависеть от закона действующих масс. Гомогенные реакции, происходящие между реагентами, которые изначально находятся в разных фазах, становятся возможными лишь при условии, что между ними будет происходить диффузия. Тогда и скорость реакции будет значительно увеличиваться. Если же диффузия исходных веществ будет медленной, то сама гомогенная реакция будет происходить на границе раздела фаз диффузии. Все особенности таких реакций, а также их механизмы будут зависеть от тех условий, в которых будут действовать реагенты.
Скорость реакции будет зависеть от некоторых факторов, как то: природа веществ, вступающих в реакцию, их концентрация, температура, при которой происходит реакция, а также наличие определенного катализатора в ней. Он помогает реакции протекать с большей скоростью и с меньшей активационной энергией. Что касается концентрации веществ, то ясно, что чем больше веществ вступят в реакцию, тем чаще они будут сталкиваться и, как результат этого, будет увеличиваться скорость реакции.
Ярким примером гомогенной системы может служить любая смесь газов. Все газы при повышенной температуре будут в больших количествах растворяться друг в друге. Это относится и к смеси азота с кислородом. Можно привести и еще один пример, показывающий, что такое гомогенная реакция. Это не что иное, как водный раствор, содержащий хлорид натрия, сульфат магния, азот и кислород. Система проходит в данном случае лишь одну фазу. Если же реакция протекает в гомогенной системе, то она протекает во всем объеме. Если, скажем, при сливании, а также при перемешивании растворов серной кислоты и тиосульфата натрия будет происходить помутнение. Оно будет происходить из-за серы, которая будет появляться во всем объеме раствора.
Во время протекания той или иной гомогенной реакции выделяется определенное количество тепла. Тепловой эффект реакции будет зависеть от количества принимаемых в реакции реагентов, а также от того, какие продукты получаются в результате реакции. Вопрос, с какой скоростью будет протекать гомогенная реакция, будет зависеть от того, в какой промежуток времени она протекает. Выяснением этих вопросов занимается целая наука. Она носит название «Кинетика». Самым главным ее постулатом является тот факт, что для протекания реакции молекулы, которые в ней участвуют, должны постоянно соприкасаться друг с другом. Однако не каждое такое соприкосновение может привести именно к химической реакции. Гомогенные реакции — лишь те, в процессе протекания которых соприкасающиеся частицы будут иметь такой запас энергии, который будет превосходить пороговое значение.