Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (066) 185-39-18
Вконтакте Студентська консультація
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Хімічна кінетика. Хімічна рівновага

Предмет: 
Тип роботи: 
Реферат
К-сть сторінок: 
3
Мова: 
Українська
Оцінка: 

Хімі́чна кіне́тика та ката́ліз – галузь науки про швидкість і механізми хімічних реакцій, їх прискорення каталізаторами, природу каталітичної дії речовин.

Основні напрямки досліджень:

- фізико-хімічні основи створення каталізаторів, встановлення залежності їх властивостей від хімічного складу, методів приготування та інших факторів. Визначення оптимального складу каталізаторів;

- будова, склад, реакційна здатність проміжних сполук гетерогенних та гомогенних каталітичних процесів;

- встановлення кількісних залежностей кінетичних характеристик реакцій від умов її проведення. Визначення оптимального режиму проведення реакцій.

- теоретичні основи кінетики елементарних та складних хімічних реакцій;

- нові каталізатори та каталітичні реакції;

- нові методи дослідження кінетики хімічних реакцій, властивостей каталізаторів, їх хімічного складу та будови.

Хімічна рівновага. Хімічні реакції бувають необоротні, коли реагенти повністю перетворюються на продукти реакції, та оборотні, які не доходять до кінця, оскільки в міру їх перебігу в реакційній системі створюються умови для протилежних змін. Наприклад, якщо суміш водню і йоду нагрівати за температури 410 °С в закритому посуді, то масова частка вихідних реагентів, які перетворюються на йодоводень, становитиме лише 78%. Це пояснюється тим, що за таких самих умов йодоводень розпадається на йод і водень, але не повністю, а тільки на 22%:

 

Н2 + І2 ↔ 2НІ

 

В обох випадках встановлюється стан, який за даної температури характеризується цілком певним співвідношенням реагентів. При цьому швидкість взаємодії водню і йоду дорівнює швидкості розкладання йодоводню.

Стан системи, за якого швидкість прямої реакції дорівнює швидкості зворотної реакції, називається хімічною рівновагою.

Процеси, які одночасно відбуваються у двох взаємно протилежних напрямах (прямому і зворотному) називаються оборотними.

Більшість хімічних реакцій оборотні. Вони відбуваються мимовільно до встановлення в системі хімічної рівноваги. Після настання рівноваги концентрації вихідних речовин і продуктів реакції за даних умов залишаються незмінними. Якщо ж змінюються зовнішні умови, рівновага зміщується, і встановлюється новий стан рівноваги. Вона порушується, якщо зміню­ються температура, концентрація реагентів, тиск (для газоподібних систем).

Закономірність впливу зовнішніх умов на рівновагу оборотних хімічних реакцій встановив французький учений Ле Шательє (1850-1936). Її назвали на його честь принципом Ле Шательє:

- якщо умови, за яких система перебуває у рівновазі, змінити, то рівновага зміщується у бік тих процесів, які цій зміні протидіють.

Наприклад, якщо збільшити концентрацію однієї з вихідних речовин, то рівновага в системі зміститься в бік тієї реакції, яка зменшує концентрацію введеної речовини.

Для газоподібних систем зсуву рівноваги у бік зменшення об'ємів газів сприятиме збільшення тиску. Зниження температури зсуває рівновагу в бік екзотермічної реакції, тобто реакції, яка відбувається з виділенням теплоти і тим самим заважає зниженню температури.

Швидкість хімічної реакції. Відомо, що хімічні реакції відбуваються з різною швидкістю. Одні – практично миттєво (нейтралізація кислоти лугом, вибухові реакції), другі – нескінченно повільно, тисячоліттями (хімічне вивітрювання гірських порід, наприклад перетворення граніту на глину).

Про швидкість реакції роблять висновок на підставі зміни концентрації однієї з речовин (реагента або продукту) за одиницю часу. У стані хімічної рівноваги швидкість прямої реакції дорівнює швидкості зворотної, тому зміна концентрації речовин не спостерігається.

На швидкість перебігу реакцій впливають різні чинники. Передусім природа речовин, що реагують.

Виконаємо такий дослід. У три пробірки наллємо по 1-2 мл розбавленої хлоридної кислоти. В одну пробірку зануримо невеликий очищений залізний цвяшок, у другу – гранулу цинку, а в третю – стружку магнію (площа поверхні металів приблизно однакова).

Спостереження показують, що магній взаємодіє з хлоридною кислотою швидше, ніж цинк, а швидкість реакції заліза ще менша, ніж цинку. Отже, має значення природа речовин, що реагують.

Швидкість реакції залежить від концентрації реагуючих речовин. Для того щоб відбулася реакція, частинки (атоми, молекули, йони, радикали) вихідних речовин повинні зіткнутися одна з одною. Чим частіше зіткнення, тим швидше відбувається реакція. Зрозуміло, що кількість зіткнень частинок за даної температури залежить від концентрації реагуючих речовин.

Якщо реакція відбувається між газом і твердою речовиною, то її швидкість залежить від зіткнення молекул газу з твердою речовиною на одиницю площі її поверхні. Тому, щоб прискорити реакцію, потрібно збільшити площу поверхні зіткнення реагуючих речовин.

На швидкість реакції великий вплив справляє температура. Переважна більшість реакцій у разі нагрівання відбуваються швидше, ніж без нагрівання.

Фото Капча