close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Презентация

код для вставкиСкачать
СКОРОСТ НА ХИМИЧНИТЕ
ПРОЦЕСИ
Същност
на химичните процеси
Условия и признаци за протичане на химични
процеси
Скорост на химичните процеси.
Влияние на агрегатното състояние
Влияние на концентрацията
Влияние на температурата
Влияние на катализаторите. Катализа
Превръщането на едни вещества в
други се нарича химичен процес
(химична реакция).
При химичните процеси връзките между атомите в
молекулите на реагиращите вещества се разкъсват,
атомите се прегрупират и свързват по нов начин
помежду си. Образуват се нови вещества.
Атомите на един и същ химичен елемент не могат да
се превърнат в атоми на други химични елементи.
Броят на еднаквите атоми, които участват в състава
на реагиращите вещества, винаги е равен на броя на
същите атоми, които влизат в състава на получените
вещества.
ПРИМЕР: Използването на природния
газ като гориво, преди всичко се
дължи на горенето на метана. Струя
запален метан гори във въздуха
почти с безцветен пламък, с
отделяне на СО2, H2O и голямо
количество топлина.
CH4 + 2O2→CO2 + 2H2O + Q
При този процес
връзките между
атомите в
молекулите на
метана и на
кислорода се
разкъсват. Атомите,
без да се променят,
се прегрупират и
свързват по нов
начин помежду си.
Образуват се новите
вещества –
въглероден диоксид
и вода.
Условия за протичане на химичен
процес:
Осъществяването на една химична
реакция зависи преди всичко от
природата на веществата, които участват
в нея.
За да протече взаимодействие между
веществата, те трябва да бъдат в
контакт помежду си.
За извършването на много химични
реакции е необходима определен вид
енергия (топлинна, светлинна,
електрическа и т.н.).
Признаци за протичане на
химичен процес:
Отделяне на газ.
Получаване на утайка.
Отделяне на светлина, топлина,
миризма.
Промяна на обема или цвета на
реагиращата смес.
Произвеждане на силен звук или
експлозия.
Скорост на химичните
процеси
Всеки процес протича за известно време.
Величината, характеризираща времето, за което
протичат процесите, е скоростта.
Принципът, по който се определя скоростта, е
един и същ – тя се измерва с промяната на
дадена характеристика (величина) на процеса,
настъпила за единица време.
Скоростта на дадена химична
реакция се измерва с изменението на
концентрацията (∆с) на кое да е от
участващите в нея (реагиращите)
вещества за единица време (∆t).
Скоростта може да се измерва и с
изменението на концентрацията на
получаваните продукти.
Скоростта на химичните процеси
винаги е положителна величина.
Ако средната скорост на химичните реакции
се измерва с изменението на
концентрацията на някое от реагиращите
вещества, тя се записва с израза: C
c
t
mol
/ l .s C1
C2
където ∆с = с2 – с1 , (с2<с1 , т.е. ∆с < 0) t1
t2
изменение на концентрацията на някое от
реагиращите вещества. (Тя намалява в хода
на процеса.)
Знакът минус се поставя, тъй като скоростта
трябва да е положително число.
t
Ако скоростта се измерва с
изменението на концентрацията на
някой от получените продукти,
C
формулата е:
c
t
mol
/ l .s C2
C1
t1
t2
където ∆с = с2 – с1 , (с2 >с1 , т.е. ∆с > 0) изменение на концентрацията на някое от
получените вещества. (Тя нараства в хода на
процеса.)
Знак минус не се поставя, тъй като скоростта
трябва да е положително число.
t
Влияние на агрегатното
състояние
Върху скоростта на химичните реакции влияе
агрегатното състояние на изходните
вещества. За едни и същи вещества найбързо протичат химичните реакции в
газообразно състояние, защото тогава
молекулите са енергетично най-богати и найподвижни. Сравнително лесно се извършват
и химичните реакции в течно състояние.
Реакциите между твърди вещества протичат
най-бавно. При тях молекулите са
сравнително бедни на енергия, а и химичните
реакции се извършват само на допирната
повърхност.
Влияние на концентрацията на реагиращите
вещества върху скоростта на химичните
процеси
Както вече знаем, за да протече химична
реакция, е необходим контакт между
реагиращите
вещества,
при
който
частиците им - атоми, молекули или йони,
да се сблъскват помежду си. Някои от тези
удари не водят до образуване на нови
вещества, докато при други - т.нар.
ефективни удари, настъпва химично
взаимодействие. Колкото по-голям е
общият брой на ударите между частиците
на реагиращите вещества, толкова повече
са ефективните удари. Следователно,
скоростта на химичните реакции зависи от
концентрацията на реагиращите вещества.
Тя расте с повишаване на концентрацията
на реагиращите вещества .
Скоростта на химичните реакции е пропорционална
на произведението от моларните концентрации на
реагиращите вещества, повдигнати на степени,
равни на броя на моловете, с които те участват в
реакцията.
За реакцията mA + nB ↔ C
зависимостта е :
V = k.cm(A).cn(B),
където :
c(A), c(B) - концентрация на
изходните вещества;
m, n - молове, с които те
участват в реакцията;
Израз на тази зависимост
дават през 1864 г. шведските
k - скоростна костанта;
учени Гулдберг и Вааге.
Ако процесът протича по уравнението:
A + 2B → AB2
зависимостта на скоростта от
концентрацията се изразява по следния
начин:
k .c A .c B .c B или
k .c A .c
2
B Ако едно от реагиращите вещества е
твърдо, а другото е разтвор или газ,
концентрацията на твърдото вещество не
се включва в израза за скоростта.
Уравнението, с което се изразява
зависимостта между скоростта и
концентрацията на реагиращите вещества,
се нарича кинетично уравнение.
Скоростната константа к е специфична
величина за всеки процес и зависи от
температурата, от присъствието на други
вещества, влияещи върху скоростта и др.
Тя не зависи от концентрацията на
реагиращите вещества.
В реакционен съд скоростта намалява с
времето. Причината е, че концентрацията
на изходните вещества намалява с
времето, тъй като те се превръщат в
продукти.
Зависимост на скоростта на химичните
процеси от температурата
С повишаването на температурата,
освен броят на ударите, расте и броят
на активните молекули. Обикновено
повишаването на температурата
ускорява химичните реакции, поради
което много от тях се провеждат при
нагряване. Според емпиричното
правило на Вант Хоф, при повишаване
на температурата с 10°С скоростта на
реакциите се увеличава от 2 до 4 пъти.
Числото, което показва точно колко
пъти нараства скоростта на дадена
химична реакция при повишаване на
температурата с 10°С , се нарича
температурен коефициент на реакцията.
Правилото на Вант Хоф, в общи линии,
се спазва за реакции между газове; с
големи изключения - при реакции между
течности; не се спазва при реакции
между твърди вещества.
V
T
Зависимост на скоростта от
температурата
Активирането на молекулите,
освен чрез загряване, може
да се осъществи чрез светлинно облъчване, чрез ултразвук,
радиоактивно лъчение и др.
Зависимост на скоростта от
катализаторите. Катализа
Скоростта на химичните
процеси може да се променя с
помощта на определени
вещества, наречени
катализатори.
Катализаторите са вещества,
които променят скоростта на
химичния процес и в края на
процеса остават качествено и
количествено почти
непроменени.
Процесите, които протичат с
участието на катализатор се
наричат каталитични, а
явлението - катализа.
Катализаторите могат да са
неорганични и органични.
Те не предизвикват реакции,
които не могат да се извършват, а само променят скоростта на химични процеси, които
могат да протичат.
Видове катализа
Положителна катализа
Най-често катализаторите
повишават скоростта на
химичните реакции. Тези
катализатори са
положителни. Катализата
се нарича положителна.
Отрицателна катализа
Има катализатори, които
забавят химичните
реакции. Те се наричат
инхибитори, а катализата отрицателна.
Ензимна катализа
В живите организми
химичните реакции
протичат в присъствие на
много активни
катализатори, наречени
биокатализатори (ензими
или ферменти). Тази
катализа се нарича
ензимна или биокатализа.
Ензимите се синтезират в
организмите.
Не съществуват
универсални катализатори,
т.е. такива, които да
променят скоростта на
всеки химичен процес.
Значение на катализата
Катализата намира широко приложение в
практиката. Много са химичните производства,
които се провеждат с използването на
катализатори. Производството на сярна киселина,
на амоняк, на синтетичен каучук и пластмаси,
преработката на нефта и др. са каталитични
производства.
Катализаторите се използват и при решаването
на редица екологични проблеми. Голям проблем
днес е замърсяването на въздуха от отходните
газове на автомобилите. Отстраняването им
става с каталитични устройства, които се
поставят на пътя на горещите отходни газове.
Инхибиторите забавят някои процеси като
корозията, отлагането на котлен камък,
органичните отлагания и др.
начало
Документ
Категория
Презентации по химии
Просмотров
249
Размер файла
956 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа