Что определяет скорость реакции в следующих случаях: а) реакция магния и железа с серной кислотой; б) горение угля

Школьная программа Общей химии, начиная с 10 класса, помогает нам разобраться с этими вопросами.

а) Реакция магния и железа с серной кислотой:
Скорость реакции зависит от нескольких факторов. Один из них - это концентрация реагентов. Чем выше концентрация, тем быстрее протекает реакция. Другим фактором является поверхностная активность реагентов. Мелко измельченные металлы, такие как магний и железо в порошке или стружке, имеют большую поверхность контакта с кислотой, что увеличивает скорость реакции. Реакция между магнием и серной кислотой можно представить уравнением:

\[Mg_{(s)} + H_2SO_4_{(l)} \rightarrow MgSO_4_{(aq)} + H_2_{(g)}\]

где \(Mg_{(s)}\) - твердый магний, \(H_2SO_4_{(l)}\) - жидкая серная кислота, \(MgSO_4_{(aq)}\) - растворенная серная соль магния, \(H_2_{(g)}\) - газообразный водород.

б) Горение угля на воздухе и в присутствии кислорода:
Скорость горения угля также зависит от нескольких факторов, в том числе от концентрации кислорода в воздухе. Чем выше концентрация кислорода, тем быстрее происходит горение угля. Угли различных сортов горят при сопоставимых температурах искры, но угли с более большей пористостью и меньшим содержанием летучих веществ горят медленнее. Реакцию горения угля на воздухе можно представить уравнением:

\[C_{(s)} + O_2_{(g)} \rightarrow CO_2_{(g)}\]

где \(C_{(s)}\) - твердый уголь, \(O_2_{(g)}\) - газообразный кислород, \(CO_2_{(g)}\) - газообразный углекислый газ.

в) Взаимодействие железа с горячими и холодными растворами соляной кислоты:
Скорость реакции зависит от температуры реакционной среды. Обычно, при повышении температуры, скорость реакции увеличивается. Однако в случае взаимодействия железа с соляной кислотой можно выделить два процесса. При комнатной температуре скорость реакции низкая, но со временем она увеличивается. Это объясняется образованием защитной пленки оксида железа на поверхности металла, которая замедляет реакцию. Однако при нагревании раствора соляной кислоты, скорость реакции увеличивается из-за повышения активности и подвижности атомов металла. Реакцию взаимодействия железа с соляной кислотой можно представить уравнением:

\[Fe_{(s)} + 2HCl_{(aq)} \rightarrow FeCl_2_{(aq)} + H_2_{(g)}\]

где \(Fe_{(s)}\) - твердое железо, \(HCl_{(aq)}\) - растворенная соляная кислота, \(FeCl_2_{(aq)}\) - растворенная соляная соль железа, \(H_2_{(g)}\) - газообразный водород.

Надеюсь, что эти подробности и уравнения помогут вам лучше понять, какие факторы влияют на скорость данных реакций. Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать.