При рассмотрении вопроса о скорости реакции необходимо различать реакции, протекающие в гомогенной системе (гомогенные реакции), и реакции, протекающие в гетерогенной системе (гетерогенные реакции). Химические реакции протекают с выделением или с поглощением энергии. Тепловой эффект химической реакции зависит от состояния исходных веществ и продуктов реакции, но не зависит от промежуточных стадий реакций.

Наряду с тепловым эффектом, термохимические процессы очень часто характеризуют разностью энтальпий продуктов реакции и исходных веществ. Таким образом, при экзотермических реакциях, когда тепло выделяется, отрицательно.

При постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ

Поэтому, для того, чтобы облегчить сравнение термохимических данных для различных реакций, были приняты определенные стандартные состояния (условия). Это положение очень важно, так как позволяет рассчитывать тепловые эффекты для реакций, не поддающихся непосредственному экспериментальному изучению.

Здесь — теплоты образования продуктов реакции и исходных веществ, соответственно; — стехиометрические коэффициенты в правой и левой частях термохимического уравнения, соответственно. Стоит добавить, что также необходимо учесть условия протекания реакции, поскольку внешние факторы тоже могут повлиять ход реакции. Выделение теплоты при взаимодействии различных веществ заставляет признать, что эти вещества еще до реакции в скрытой форме обладали определенной энергией.

Поэтому вещества, при образовании которых выделяется большое количество теплоты, весьма прочны и трудно разлагаются

Измеряя количество теплоты, выделяющееся при реакции, (так называемый тепловой эффект реакции), мы можем судить об изменении этого запаса. При некоторых реакциях наблюдается выделение или поглощение лучистой энергии. Например, появление света при горении угля является следствием того, что за счет выделяющейся при реакции теплоты уголь раскаляется и начинает светиться. Итак, при химических реакциях происходит взаимное превращение внутренней энергии веществ, с одной стороны, и тепловой, лучистой, электрической или механической энергии, с другой.

Иногда они даже важнее, чем происходящее при данной реакции образование новых веществ. В качестве примера достаточно вспомнить реакции горения топлива. Раздел химии, посвященный количественному изучению тепловых эффектов реакций, получил название термохимии.

Результаты термохимических измерений — тепловые эффекты реакций — принято относить к одному молю образующегося вещества. Химические уравнения, в которых указано количество выделяющейся или поглощаемой теплоты, называются термохимическими уравнениями. Величина теплового эффекта указывается обычно в правой части уравнения со знаком плюс в случае экзотермической реакции и со знаком минус в случае эндотермической реакции.

Если реакция протекает между веществами, образующими гетерогенную систему, то она может идти только на поверхности раздела фаз, образующих систему. Раздел химии, изучающий скорости химических реакций, называется химической кинетикой.

Скорость некоторых гетерогенных реакций зависит также от интенсивности движения жидкости или газа около поверхности, на которой происходит реакция. Только при этом станут возможны те переходы электронов и перегруппировки атомов, в результате которых образуются молекулы новых веществ — продуктов реакции.

В случае гетерогенных реакций в уравнения закона действия масс входят концентрации только тех веществ, которые находятся в газовой фазе или в растворе. Однако в действительности далеко не все реакции заканчиваются быстро. Это противоречие можно объяснить, если предположить, что не всякое столкновение молекул реагирующих веществ приводит к образованию продукта реакции.

Например, в химической промышленности при производстве того или иного вещества от скорости реакции зависят размеры и производительность аппаратуры, количество вырабатываемого продукта. Химические реакции это всем знакомое явление в области химии и физики.