Презентация "Скорость химических реакций"


Подписи к слайдам:
PowerPoint Presentation

  • Скорость химических реакций.

  • <number>
  • Реакции
  • Гомогенные
  • Реакции протекают в однородной среде
  • N2 (газ) + 3H2 (газ) ↔ 2NH3
  • NaOH(р-р) + HCl(р-р) → NaCl + H2O
  • Гетерогенные
  • Реакция идет между веществами,
  • находящимися в разных
  • агрегатных состояниях или
  • между веществами, не
  • способными образовывать
  • гомогенную среду
  • C (тв.) + O2(газ) → CO2
  • Zn(тв.) + 2HCl(р-р) → ZnCl2 + H2↑

  • <number>
  • Скорость гомогенной реакции (υгомог.) определяется изменением количества вещества в единицу времени в единице объёма
  • υгомог. =
  • где Δ n – изменение числа молей одного из веществ, (моль);
  • Δt – интервал времени (с, мин);
  • V – объем газа или раствора (л)
  • Δ n
  • Δt ∙V
  • ΔC
  • ΔC – изменение концентрации

  • <number>
  • Скорость гомогенной реакции (υгомог.) определяется изменением концентрации одного из веществ в единицу времени
  • υгомог.
  • =
  • ΔC
  • Δt
  • моль
  • [
  • ]
  • л · с

  • <number>
  • Скорость гетерогенной реакции (υгетер.) определяется изменением количества вещества в единицу времени на единице поверхности соприкосновения веществ
  • υгетер.
  • Δt ∙ S
  • Δ n
  • =
  • где Δ n – изменение количества вещества (реагента или продукта), (моль);
  • Δt – интервал времени (с, мин);
  • S – площадь поверхности соприкосновения веществ (см2, м2)

  • <number>
  • Энергия активации Еакт - минимальный избыток энергии, который должна иметь частица (или пара частиц), чтобы произошло эффективное соударение

  • <number>
  • Факторы, влияющие на скорость химической реакции
  • Чем меньше Еакт, тем больше υ;
  • 1. Если Еакт < 40 кДж/моль,
  • скорость такой реакции очень большая.
  • FeCl3 + K4[Fe(CN)6] →
  • Fe4[Fe(CN)6]3
  • берлинская лазурь
  • 2. Если Еакт > 120 кДж/моль,
  • скорость таких реакций очень мала
  • 4Fe + 2Н2О + ЗО2 = 2(Fe2O3 • Н2О)

  • <number>
  • Если Еакт имеют промежуточные значения
  • (40 – 120 кДж/моль),
  • то скорость таких реакций будет средней.
  • бромная вода
  • + С2Н4 →

  • <number>
  • Якоб Хендрик Вант-Гофф
  • 1852 – 1911г.г.
  • Голландский химик. Один из основателей физической химии и стереохимии. Предложил классификацию химических реакций. Установил, что повышении температуры на каждые 100С скорость реакции увеличивается в 2-4 раза.
  • Температура: при ↑ t на каждые 100 С, υ ↑ в 2-4 раза (правило Вант-Гоффа)
  • При ↑ t, ↑ количество активных частиц (с Еакт) и их активных соударений.

  • <number>
  • Дано:
  • υt1 = 1 моль/л ∙ ч
  • γ =3
  • t1 = 00С
  • t2 = 300С
  • Найти: υt2
  • Факторы, влияющие на скорость химической реакции
  • Задача 1.
  • Скорость некоторой реакции при 00С равна 1 моль/л ∙ ч, температурный коэффициент реакции равен 3. Какой будет скорость данной реакции при 300С?
  • Решение:
  • υt2 = υt1 ∙ γ Δt/10
  • υt2 =1∙330 - 0/10 = 33 = 27 моль/л∙ч
  • Ответ: Скорость данной реакции при 300С будет равна 27 моль/л∙ч

  • <number>
  • Концентрация: чем ↑ С, тем чаще происходят соударения и υ ↑.
  • Закон действующих масс (з. д. м.):
  • Скорость химической реакции (υх.р.) прямо пропорциональна
  • произведению концентраций реагирующих веществ,
  • взятых в степенях их коэффициентов в уравнении реакции
  • Для реакции mA + nB = C по закону действующих масс:
  • υ = k ∙ СAm ∙ CBn
  • где k – константа скорости; С – концентрация (моль/л)
  • Для газообразных веществ υ х.р. зависит от давления (что аналогично изменению концентрации реагирующих веществ)
  • Чем ↑ р, тем ↑ υ

  • <number>
  • Задача 2.
  • Реакция идет по уравнению А +2В → С. Во сколько раз и как изменится скорость реакции, при увеличении концентрации вещества В в 3 раза?
  • Факторы, влияющие на скорость химической реакции
  • Решение:
  • А +2В → С
  • По з.д.м. υ = k ∙ СA ∙ CB2
  • Пусть СА = а, СВ = в, тогда
  • υ1 = k ∙ а ∙ в2
  • υ2 = k ∙ а ∙ 3в2
  • υ1/ υ2 = а ∙ в2 / а ∙ 9в2 = 1/9
  • Дано:
  • ↑СВ в 3 раза
  • Найти:
  • Как измениться
  • υх.р.
  • Ответ: скорость реакции увеличится в 9 раз

  • <number>
  • Катализаторы – вещества, которые изменяют механизм реакции, уменьшают Еакт => υ ↑.
  • ▪ Катализаторы остаются неизменными по окончании
  • реакции
  • ▪ Ферменты – биологические катализаторы, по природе
  • белки
  • ▪ Ингибиторы – вещества, которые ↓ υ
  • Для гетерогенных реакций υ зависит:
  • от состояния поверхности
  • соприкосновения реагирующих веществ.
  • H2SO4 + Fe = FeSO4 + Cu
  • 1. Железный гвоздь
  • 2. Железные опилки