V. Kinetiki za kemikali na usawa wa kemikali

Kusudi la kazi: kusoma athari za joto kwenye kiwango cha mmenyuko wa mkusanyiko hadi mabadiliko ya usawa wa kemikali. Mantiki ya kinadharia: Kiwango cha mmenyuko wa kemikali ni kiasi cha dutu ambayo humenyuka au huundwa kutokana na mmenyuko kwa kila kitengo cha wakati kwa ujazo wa kitengo kwa miitikio yenye usawa au kwa kila uso wa kiolesura cha kitengo kwa athari tofauti. Ikiwa ndani ya muda ...

Shiriki kazi yako kwenye mitandao ya kijamii

Ikiwa kazi hii haikufaa, chini ya ukurasa kuna orodha ya kazi zinazofanana. Unaweza pia kutumia kitufe cha kutafuta

"Chuo Kikuu cha Ufundi cha Jimbo la Petroli la Ufa"

Idara ya "Kemia ya Jumla na Uchambuzi"

RIPOTI

Kwa kazi ya maabara No

"Kinetics ya kemikali na usawa"

Mwanafunzi wa kikundi cha _______________ E.V. Beletskova

BTS-14-01

Profesa Mshiriki _______________S.B. Denisova

2014

Lengo la kazi : Utafiti wa ushawishi wa joto juu ya kiwango cha mmenyuko, ukolezi juu ya mabadiliko ya usawa wa kemikali.

Mandharinyuma ya kinadharia:

Kasi ya mmenyuko wa kemikalini kiasi cha dutu ambayo humenyuka au kuundwa kama matokeo ya mmenyuko kwa kila wakati wa kitengo kwa ujazo wa kitengo (kwa miitikio yenye usawa) au kwa kila kitengo cha uso wa kiolesura (kwa miitikio tofauti).

Ikiwa kwa kipindi cha muda ∆τ = τ 2  τ 1 mkusanyiko wa mojawapo ya vitu vinavyoshiriki katika majibu hupungua kwa ∆C = C 2 - C 1 , basi kiwango cha wastani cha mmenyuko wa kemikali kwa muda maalum ni sawa na

thamani ya V huonyesha kasi ya mchakato wa kemikali kwa muda fulani. Kwa hivyo, ndogo ∆τ, kasi ya wastani itakuwa karibu na ile ya kweli.

Kiwango cha mmenyuko wa kemikali hutegemea mambo yafuatayo:

asili na mkusanyiko wa dutu za kujibu;
joto la mfumo wa mmenyuko;
uwepo wa kichocheo;
shinikizo,
ukubwa wa interface ya awamu na kiwango cha mchanganyiko wa mfumo (kwa athari tofauti);
aina ya kutengenezea.

Athari ya viwango vya reagent. Kasi ya mmenyuko ni sawia na idadi ya migongano ya molekuli za dutu inayoitikia. Idadi ya migongano, kwa upande wake, ni kubwa zaidi, juu ya mkusanyiko wa kila dutu ya kuanzia.

Muundo wa jumla wa athari za mkusanyiko kwenye kiwango cha mmenyuko wa kemikali hutolewa nasheria ya hatua ya wingi(1867, Guldberg, Waage, Beketov).

Kwa joto la mara kwa mara, kiwango cha mmenyuko wa kemikali ni sawia na bidhaa ya viwango vya vitu vinavyoathiri, kuchukuliwa kwa uwezo wa mgawo wao wa kusawazisha (stoichiometric).

Kwa majibu aA + bB = cC V = K[A]a[B]v,

ambapo K mgawo wa uwiano au kasi thabiti;

 ukolezi wa reagent katika mol / l.

Ikiwa [A] = 1 mol/l, [B] = 1 mol/l, basi V=K , kwa hiyo maana ya kimwili

viwango vya vidhibiti K: kiwango kisichobadilika ni sawa na kasi ya mmenyuko katika viwango vya viitikio sawa na umoja.

Athari ya joto kwenye kiwango cha majibu. Joto linapoongezeka, mzunguko wa migongano ya molekuli huongezeka, na kwa hiyo kiwango cha majibu huongezeka.

Athari ya upimaji wa joto kwenye kiwango cha athari ya homogeneous inaweza kuonyeshwa na sheria ya Van't Hoff.

Kwa mujibu wa sheria ya Van't Hoff, wakati joto linapoongezeka (hupungua) na digrii 10, kiwango cha mmenyuko wa kemikali huongezeka (hupungua) kwa mara 2-4:

au,

ambapo V (t 2) na V (t 1) kiwango cha mmenyuko wa kemikali kwa joto linalofaa;τ (t 2) na τ (t 1) muda wa mmenyuko wa kemikali kwa joto linalofaa;γ Mgawo wa joto wa Van't Hoff, ambao unaweza kuchukua thamani ya nambari katika safu ya 2-4.

Nishati ya uanzishaji. Nishati ya ziada ambayo molekuli lazima ziwe nayo ili mgongano wao uelekeze kuundwa kwa dutu mpya inaitwa nishati ya uanzishaji ya mmenyuko fulani (unaoonyeshwa kwa kJ / mol). Mojawapo ya njia za uanzishaji ni kuongeza joto: kwa kuongezeka kwa joto, idadi ya chembe hai huongezeka sana, kutokana na ambayo kiwango cha majibu huongezeka kwa kasi.

Utegemezi wa kiwango cha mmenyuko kwenye joto huonyeshwa na usawa wa Arrhenius:

ambapo K ni kiwango cha mara kwa mara cha mmenyuko wa kemikali; E a nishati ya uanzishaji;

R mara kwa mara gesi ya ulimwengu wote; A mara kwa mara; exp msingi wa logarithms asili.

Nishati ya uanzishaji inaweza kuamua ikiwa maadili mawili ya kiwango cha mara kwa mara K yanajulikana 1 na k2 kwa joto kwa mtiririko huo T 1 na T2 , kulingana na formula ifuatayo:

Usawa wa kemikali.

Athari zote za kemikali zinaweza kugawanywa katika vikundi viwili: isiyoweza kutenduliwa na kugeuzwa. Majibu yasiyoweza kurekebishwa yanaendelea hadi kukamilika hadi moja ya majibu yametumiwa kabisa, i.e. mtiririko katika mwelekeo mmoja tu. Maoni yanayoweza kutenduliwa hayaendelei hadi kukamilika. Katika mmenyuko unaoweza kutenduliwa, hakuna kiitikio kimoja kinachotumiwa kabisa. Mwitikio wa kugeuzwa unaweza kutokea katika pande zote mbili za mbele na nyuma.

Usawa wa kemikali ni hali ya mfumo ambapo viwango vya athari za mbele na nyuma ni sawa.

Kwa majibu yanayoweza kugeuzwa

m A + n B ⇄ p C + q D

mara kwa mara usawa wa kemikali ni

Katika athari za kemikali zinazoweza kubadilishwa, usawa huanzishwa wakati uwiano wa bidhaa za viwango vya bidhaa zilizoinuliwa kwa nguvu sawa na mgawo wa stoichiometric kwa bidhaa ya mkusanyiko wa vitu vya kuanzia, pia huinuliwa kwa nguvu zinazofanana, ni sawa na baadhi ya mara kwa mara. thamani inayoitwa usawa wa kemikali mara kwa mara.

Usawa wa mara kwa mara wa kemikali hutegemea asili ya vitendawili na joto. Viwango ambavyo usawazishwaji huwekwa huitwa usawa. Mabadiliko ya hali ya nje (mkusanyiko, joto, shinikizo) husababisha mabadiliko katika usawa wa kemikali katika mfumo na mpito wake kwa hali mpya ya usawa.

Mpito kama huo wa mfumo wa mmenyuko kutoka hali moja hadi nyingine huitwa uhamishaji (au kuhama) kwa usawa wa kemikali.

Mwelekeo wa mabadiliko katika usawa wa kemikali imedhamiriwa na kanuni ya Le Chatelier:Ikiwa ushawishi wowote wa nje unatumiwa kwa mfumo ulio katika hali ya usawa wa kemikali (mkusanyiko wa mabadiliko, joto, shinikizo), basi michakato hutokea kwa hiari katika mfumo huu ambayo inaelekea kudhoofisha athari inayozalishwa.

Kuongezeka kwa mkusanyiko wa mojawapo ya reagents ya kuanzia hubadilisha usawa kwa haki (mmenyuko wa moja kwa moja huimarishwa); Kuongezeka kwa mkusanyiko wa bidhaa za majibu huhamisha usawa kwa upande wa kushoto (mmenyuko wa nyuma huongezeka).

Ikiwa mmenyuko unaendelea na ongezeko la idadi ya molekuli za gesi (yaani, upande wa kulia wa equation ya mmenyuko, jumla ya idadi ya molekuli za gesi ni kubwa kuliko idadi ya molekuli za vitu vya gesi upande wa kushoto), basi ongezeko. katika shinikizo huzuia majibu, na kupungua kwa shinikizo kunapendelea majibu.

Joto linapoongezeka, usawa hubadilika kuelekea mmenyuko wa mwisho wa joto, na joto linapopungua, kuelekea mmenyuko wa exothermic.

Kichocheo hubadilisha kasi ya miitikio ya mbele na nyuma kwa idadi sawa ya nyakati. Kwa hiyo, kichocheo hakisababisha mabadiliko katika usawa, lakini hupunguza tu au huongeza muda unaohitajika ili kufikia usawa.

Jaribio la 1 Utegemezi wa kiwango cha mmenyuko wa homogeneous juu ya mkusanyiko wa reagents ya awali.

Vyombo, vifaa: zilizopo za majaribio, saa ya saa, suluhisho la thiosulfate ya sodiamu ( III ), div. asidi ya sulfuriki (1M), maji.
Mbinu: Utegemezi huu unaweza kuchunguzwa kwa kutumia mfano wa kawaida wa mmenyuko wa usawa wa thiosulfati ya sodiamu na asidi ya sulfuriki, kuendelea kulingana na equation.

Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + S↓ + SO 2 + H 2 O.

Mara ya kwanza, sulfuri huunda suluhisho la colloidal na maji (ugumu unaoonekana). Inahitajika kupima wakati kutoka wakati wa kukimbia hadi uchafu unaoonekana kuonekana na saa ya kusimamishwa. Kujua wakati wa majibu (kwa sekunde), unaweza kuamua kasi ya jamaa ya majibu, i.e. kubadilishana wakati:.

Kwa jaribio, unapaswa kuandaa mirija mitatu ya majaribio kavu, safi na nambari. Ongeza matone 4 ya suluhisho la thiosulfate ya sodiamu na matone 8 ya maji kwa kwanza; katika matone 8 ya pili ya thiosulfate ya sodiamu na matone 4 ya maji; katika matone 12 ya tatu ya thiosulfate ya sodiamu. Tikisa mirija ya majaribio.

Ikiwa kwa masharti tutateua mkusanyiko wa molar ya thiosulfate ya sodiamu katika tube ya mtihani 1 kama "c", basi ipasavyo katika tube ya mtihani 2 kutakuwa na mole 2, kwenye tube ya mtihani 3 3 s mol.

Ongeza tone moja la asidi ya sulfuriki kwenye bomba la mtihani 1, na wakati huo huo uwashe saa ya saa: kutikisa bomba la majaribio, angalia kuonekana kwa uchafu kwenye bomba la majaribio, ukishikilia kwa usawa wa macho. Wakati uwingu kidogo unaonekana, simamisha saa ya saa, kumbuka wakati wa majibu na uandike kwenye jedwali.

Fanya majaribio sawa na zilizopo za mtihani wa pili na wa tatu. Ingiza data ya majaribio katika jarida la maabara kwa namna ya jedwali...

Nambari ya bomba la mtihani.	Idadi ya matone Na2S2O3	Idadi ya matone ya maji	Idadi ya matone H2SO4	Mkazo wa Na 2 S 2 O 3 katika moles	Wakati wa majibu τ, s	Kasi ya jamaa V =1/ τ, c -1
					26,09	3,83
					12,19
					8,27	12,09

Grafu ya kiwango cha mmenyuko dhidi ya ukolezi wa thiosulfate ya sodiamu.

Hitimisho: kwa kuongezeka kwa mkusanyiko wa thiosulfate ya sodiamu, kiwango cha mmenyuko huu huongezeka. Grafu ya utegemezi ni mstari wa moja kwa moja unaopitia asili.

Jaribio la 2. Utafiti wa utegemezi wa kiwango cha mmenyuko wa homogeneous kwenye joto.

Vyombo na vifaa: mirija ya majaribio, saa ya kusimama, kipimajoto, suluhisho la thiosulfate ya sodiamu ( III asidi ya sulfuriki (1M)
Mbinu:

Andaa mirija mitatu ya majaribio iliyo safi na kavu na uipe namba. Ongeza matone 10 ya suluhisho la thiosulfate ya sodiamu kwa kila mmoja wao. Weka bomba la majaribio Nambari 1 kwenye glasi ya maji kwenye joto la kawaida na baada ya dakika 1…2 kumbuka halijoto. Kisha ongeza tone moja la asidi ya sulfuriki kwenye bomba la mtihani, wakati huo huo uwashe saa ya saa na uizuie wakati uchafu dhaifu, usioonekana unaonekana. Rekodi muda kwa sekunde kutoka wakati asidi inapoongezwa kwenye bomba la majaribio hadi tope linaonekana. Rekodi matokeo kwenye jedwali.

Kisha ongeza joto la maji kwenye glasi kwa 10 haswa 0 ama kwa kupasha moto kwenye sahani ya moto au kwa kuchanganya na maji ya moto. Weka tube ya mtihani Nambari 2 katika maji haya, ushikilie kwa dakika kadhaa na kuongeza tone moja la asidi ya sulfuriki, kugeuka kwenye stopwatch wakati huo huo, kutikisa tube ya mtihani na yaliyomo ndani ya glasi ya maji mpaka turbidity inaonekana. Ikiwa uwingu hauonekani kabisa, zima saa ya saa na uingize usomaji wa saa kwenye jedwali. Fanya jaribio sawa na bomba la tatu la majaribio. Kwanza ongeza joto kwenye glasi na mwingine 10 0 , weka tube ya mtihani Nambari 3 ndani yake, ushikilie kwa dakika kadhaa na uongeze tone moja la asidi ya sulfuriki, huku ukigeuka saa ya saa na kutikisa bomba la mtihani.

Eleza matokeo ya majaribio katika grafu, kasi ya kupanga kwenye mhimili wa kuratibu, na halijoto kwenye mhimili wa abscissa.

Amua mgawo wa halijoto ya mmenyuko γ

Mirija ya majaribio

Halijoto

t, 0 C

Wakati wa majibu

τ, s

Kasi ya jamaa

majibu

1/τ,s -1

Mgawo wa joto

26,09

17,22

10,74

3,83

5,81

9,31

1,51

1,55

Grafu ya kasi ya majibu dhidi ya halijoto.

Hitimisho: wakati wa jaribio, mgawo wa wastani wa joto ulihesabiwa, ambao uligeuka kuwa sawa na 1.55. Kimsingi ni

2-4. Kupotoka kutoka kwa bora kunaweza kuelezewa na kosa katika kupima wakati wa uchafu wa suluhisho. Grafu ya kasi ya majibu dhidi ya halijoto ina umbo la tawi la parabola ambalo halipiti 0. Kwa kuongezeka kwa halijoto, kasi ya majibu huongezeka.

Jaribio la 3 Ushawishi wa mkusanyiko wa viitikio kwenye usawa wa kemikali.

Vyombo na vifaa: mirija ya majaribio, kloridi ya potasiamu (fuwele), miyeyusho ya kloridi ya feri ( III ), thiocyanate ya potasiamu (iliyojaa), maji yaliyotengenezwa, silinda
Mbinu:

Mfano halisi wa mmenyuko unaoweza kubadilishwa ni mwingiliano kati ya kloridi ya feri na thiocyanate ya potasiamu:

FeCl 3 + 3 KCNS ⇄ Fe(CNS) 3 + 3 KCl.

Nyekundu

Thiocyanate ya chuma inayotokana ina rangi nyekundu, nguvu ambayo inategemea mkusanyiko. Kwa kubadilisha rangi ya suluhisho, mtu anaweza kuhukumu mabadiliko katika usawa wa kemikali kulingana na ongezeko au kupungua kwa maudhui ya thiocyanate ya chuma katika mchanganyiko wa majibu. Unda equation kwa usawa wa mara kwa mara wa mchakato huu.

Mimina 20 ml ya maji yaliyosafishwa kwenye kikombe cha kupimia au silinda na ongeza tone moja la suluhisho la kloridi iliyojaa ya feri. III ) na tone moja la suluhisho lililojaa la thiocyanate ya potasiamu. Mimina suluhisho la rangi inayosababisha kwa usawa ndani ya zilizopo nne za mtihani. Weka nambari kwenye mirija ya majaribio.

Ongeza tone moja la suluhisho la kloridi ya feri kwenye bomba la kwanza la majaribio ( III Ongeza tone moja la myeyusho uliojaa wa thiocyanate ya potasiamu kwenye bomba la pili la majaribio. Ongeza kloridi ya fuwele ya potasiamu kwenye bomba la tatu la majaribio.na kutikisika kwa nguvu. Bomba la mtihani wa nne- kwa kulinganisha.

Kulingana na kanuni ya Le Chatelier, eleza ni nini husababisha mabadiliko ya rangi katika kila mtu kesi.

Andika matokeo ya jaribio kwenye jedwali katika fomu

zilizopo za mtihani

Nini

aliongeza

Badilika

ukali

kuchorea

Mwelekeo wa mabadiliko ya usawa

(kulia kushoto)

Katika kesi ya kwanza na ya pili, tuliongeza mkusanyiko wa vitu vya kuanzia, hivyo rangi kali zaidi hupatikana. Aidha, katika kesi ya pili rangi ni nyeusi, kwa sababu mkusanyiko KSCN mabadiliko kwa kiwango cha ujazo. Katika jaribio la tatu, tuliongeza mkusanyiko wa dutu ya mwisho, hivyo rangi ya suluhisho ikawa nyepesi.

Hitimisho: kwa kuongezeka kwa mkusanyiko wa vitu vya kuanzia, usawa hubadilika kuelekea uundaji wa bidhaa za mmenyuko. Kadiri mkusanyiko wa bidhaa unavyoongezeka, usawa hubadilika kuelekea uundaji wa vitu vya kuanzia.

Hitimisho la jumla: wakati wa majaribio, tulianzisha kwa majaribio utegemezi wa kiwango cha athari kwenye mkusanyiko wa vitu vya kuanzia (juu ya mkusanyiko, kiwango cha juu cha athari); utegemezi wa kiwango cha athari kwenye joto (joto la juu, kiwango cha majibu zaidi); jinsi mkusanyiko wa dutu inayoathiri huathiri usawa wa kemikali (pamoja na kuongezeka kwa mkusanyiko wa vitu vya kuanzia, usawa wa kemikali hubadilika kuelekea uundaji wa bidhaa; na kuongezeka kwa mkusanyiko wa bidhaa, usawa wa kemikali hubadilika kuelekea uundaji wa vitu vya kuanzia. )

Kazi zingine zinazofanana ambazo zinaweza kukuvutia.vshm>
10376.		Kinetics ya michakato ya kemikali na biochemical	KB 52.88
	Mabadiliko katika kasi ya athari yoyote inaweza kuwa sababu ya maendeleo ya ugonjwa au kusisitiza kazi ya kinga ya mwili. Dhana za kimsingi za kinetiki za kemikali ni pamoja na utaratibu na kiwango cha mmenyuko wa kemikali. Utaratibu wa mmenyuko ni mlolongo na asili ya hatua za mchakato fulani wa kemikali. Kulingana na utaratibu, athari inaweza kuwa: kuendelea rahisi katika mfano wa hatua moja: athari za ionic; tata huendelea katika hatua kadhaa Mfano: uundaji wa maji kutoka kwa oksijeni na hidrojeni.
13123.		Thermodynamics na kinetics ya michakato inayohusisha awamu imara	KB 177.55
	Kutoka kwa mwendo wa thermodynamics ya classical inajulikana kuwa equations thermodynamic inahusiana na mali ya mfumo wowote wa usawa, ambayo kila mmoja inaweza kupimwa kwa njia za kujitegemea. Hasa, kwa shinikizo la mara kwa mara uhusiano huo ni halali
9161.		Maendeleo ya kemikali ya Dunia	KB 24.45
	Ilikuwa tayari alisema mapema kwamba matumizi ya kompyuta ilifanya iwezekanavyo kujenga na kuhesabu malezi na maendeleo ya mfumo wa jua na Dunia hasa kwenye mifano mbalimbali. Mabadiliko ya kemikali ya Dunia Wakati wa mageuzi ya Dunia, uwiano fulani wa vipengele mbalimbali uliundwa. Dunia, kubwa zaidi ya sayari za ndani, imepitia njia ngumu zaidi ya mageuzi ya kemikali. Inapaswa kusisitizwa kuwa historia ya kijiolojia ya Dunia ...
21607.		Kutu ya kemikali. Mbinu za ulinzi wa kutu	KB 21.93
	Mashine na vifaa vilivyotengenezwa kwa metali na aloi vinaweza kuharibika vinapotumiwa katika mazingira ya asili au ya kiteknolojia. Kutokana na kutu, mali ya mabadiliko ya chuma na sifa zake za kazi mara nyingi huharibika. Metal wakati wa kutu inaweza kuharibiwa kwa sehemu au kabisa.
12744.		Tabia za kemikali za maji ya asili - vitu vya udhibiti wa mazingira-uchambuzi	KB 82.84
	Maji ya asili kama mifumo ya kutawanya. Kiashiria cha hidrojeni pH - ushawishi wa viwango vya chini vya asidi na alkali kwenye pH ya maji ya asili. Maji ya asili kama mifumo ya kutawanya. Kitu cha udhibiti wa uchambuzi wa mazingira ni maji: maji safi ya bahari chini ya ardhi, pamoja na mvua, kuyeyuka kwa maji, maji machafu yanayotolewa kwenye miili ya maji ya uso.
7451.		Usawa wa soko	KB 89.02
	Elasticity ya mahitaji. Mwingiliano wa usambazaji na mahitaji. Kiasi kinachohitajika ni kiasi cha bidhaa ambayo watumiaji wako tayari kununua kwa bei fulani kwa kila kitengo cha wakati. Sheria ya mahitaji.
3093.		Usawa wa uchumi mkuu katika muundo wa "AD-AS".	KB 6.72
	Mahitaji ya jumla ni jumla ya idadi ya bidhaa na huduma ambazo kaya, biashara na serikali zinakusudia kununua nje ya nchi kwa viwango tofauti vya bei nchini. Curve D inaonyesha mabadiliko katika kiwango cha jumla cha gharama zote za biashara ya kaya katika jimbo na nje ya nchi kulingana na mabadiliko katika kiwango cha bei. Mteremko hasi wa curve D unaelezewa na: athari ya kiwango cha riba, ikiwa kuna ongezeko la kiwango cha bei nchini, basi kuna ongezeko la kiwango cha riba na, kwa sababu hiyo, kupungua kwa mahitaji ya uwekezaji. Mimi...
16735.		Usawa wa Stochastic katika mitandao ya usafiri	KB 73.81
	Mifano ya chaguo Hebu tuchukulie kwamba mtoa maamuzi anakabiliwa na kazi ya kuchagua mojawapo ya njia mbadala. Kila moja ya njia mbadala inaweza kuhusishwa na matumizi fulani ambayo mtoa maamuzi hupokea ikiwa njia mbadala itachaguliwa. Ikiwa usambazaji wa maadili unajulikana, basi uwezekano wa mtoa maamuzi kuchagua mbadala fulani unaweza kuhesabiwa. Tutaita chaguo kazi ya uteuzi.
13374.		Usawa wa muda mrefu wa kampuni ya ushindani	KB 31.87
	Muundo wa gharama wa kampuni ya kawaida kwa muda mfupi una aina ya curve STC1 na SMC1 Mtini. 9 Msawazo wa muda mrefu wa tasnia yenye ushindani kamili Utaratibu wa kuunda usawa wa muda mrefu Chini ya hali hizi, kiasi cha kutosha cha pato. kampuni kwa muda mfupi itakuwa vitengo q1. Uzalishaji wa kiasi hiki huipa kampuni faida chanya ya kiuchumi kwa kuwa bei ya soko P1 inazidi wastani wa gharama za muda mfupi za STC1.
3500.		Usawa katika soko. Bei ya usawa	KB 9.97
	Katika soko la ushindani, usambazaji na mahitaji huingiliana, na kusababisha kuanzishwa kwa usawa wa soko. Kwa kuzidisha mikondo ya mahitaji na usambazaji, bei ya usawa E imedhamiriwa, uwiano bora wa usambazaji na mahitaji imedhamiriwa. Kuamua matarajio ya muda mfupi au ya muda mrefu ya maendeleo ya ugavi na mahitaji, kipengele cha wakati kinaanzishwa.

Utafutaji wa tovuti:

2KINETIKI ZA KIKEMIKALI NA USAWAZI WA KIKEMIKALI

2.1 KENEKIKI ZA MADHARA YA KIKEMIKALI

Athari za kemikali hutokea kwa viwango tofauti. Baadhi yao hukamilishwa kabisa katika sehemu ndogo za sekunde (mlipuko), zingine hufanywa kwa dakika, masaa, siku na muda mrefu. Kwa kuongeza, majibu sawa yanaweza kuendelea haraka chini ya hali fulani (kwa mfano, kwa joto la juu), na polepole chini ya wengine (kwa mfano, juu ya baridi). Aidha, tofauti katika kasi ya majibu sawa inaweza kuwa kubwa sana.

Wakati wa kuzingatia suala la viwango vya mmenyuko, ni muhimu kutofautisha kati ya athari za homogeneous na heterogeneous. Kuhusiana kwa karibu na dhana hizi ni dhana ya awamu.

Awamu ni sehemu ya mfumo iliyotenganishwa na sehemu zake nyingine kwa kiolesura, wakati wa mpito ambamo sifa hubadilika ghafla.

Mmenyuko wa homogeneous hutokea kwa kiasi cha awamu [mfano - mwingiliano wa hidrojeni na oksijeni na malezi ya mvuke wa maji: H 2 (g) + O 2 (g) → H 2 O(g)], na ikiwa majibu ni tofauti, basi hutokea kwenye kiolesura cha awamu [kwa mfano, mwako wa kaboni: C(vi) + O2(g) → CO 2 (g)].

Kiwango cha mmenyuko wa homogeneous ni kiasi cha dutu ambayo humenyuka au huundwa wakati wa athari kwa kila wakati wa kitengo kwa kiasi cha kitengo cha awamu:

Wapi n- kiasi cha dutu, mol; V- kiasi cha awamu, l;τ - wakati; NA- mkusanyiko, mol / l.

Kiwango cha mmenyuko tofauti ni kiasi cha dutu ambayo humenyuka au huundwa wakati wa athari kwa wakati wa kitengo kwa kila eneo la kitengo cha awamu:

Wapi S- eneo la interface ya awamu.

Sababu muhimu zaidi zinazoathiri kiwango cha mmenyuko wa homogeneous ni zifuatazo: asili ya reactants, viwango vyao, joto, na uwepo wa vichocheo.

Utegemezi wa kiwango cha mmenyuko kwenye viwango vya viitikio. Mwitikio kati ya molekuli hutokea wakati zinapogongana. Kwa hiyo, kasi ya mmenyuko ni sawia na idadi ya migongano ambayo molekuli za dutu zinazoitikia hupitia. Mkusanyiko wa juu wa kila dutu ya kuanzia, idadi kubwa ya migongano. Kwa mfano, kiwango cha majibu A + B→ Sawa na bidhaa ya viwango A na B:

v = k · [A] · [B],

Wapi k- mgawo wa uwiano, unaoitwa kiwango cha majibu mara kwa mara. Thamani ya maana k sawa na kiwango cha mmenyuko kwa kesi wakati viwango vya reactants ni 1 mol / l.

Uwiano huu unaonyesha sheria ya hatua ya wingi Sheria hii pia inaitwa sheria zilizopo wt. : Katika halijoto isiyobadilika, kasi ya mmenyuko wa kemikali ni sawia moja kwa moja na bidhaa ya viwango vya viitikio.

Mara chache sana, majibu hutokea kama matokeo ya mgongano wa wakati mmoja wa chembe tatu zinazoitikia. Kwa mfano, majibu

2A+B → A 2 B

inaweza kuendelea kupitia mgongano mara tatu:

A+ A + B→ A 2 B

Halafu, kwa mujibu wa sheria ya hatua ya wingi, mkusanyiko wa kila moja ya vitu vinavyoathiri hujumuishwa katika usemi wa kiwango cha majibu kwa kiwango sawa na mgawo katika equation ya majibu:

v = k · [A] · [A] · [B] = k · [A] 2 [B]

Jumla ya wafadhili katika equation ya sheria ya hatua ya wingi inaitwa utaratibu wa majibu. Kwa mfano, katika kesi ya mwisho, majibu ni mpangilio wa tatu (pili - kwa heshima ya dutu A na ya kwanza - kwa heshima na dutu B.

Utegemezi wa kiwango cha majibu kwenye joto. Ikiwa tunatumia matokeo ya kuhesabu idadi ya migongano kati ya molekuli, idadi ya migongano itakuwa kubwa sana kwamba athari zote lazima zitokee papo hapo. Upinzani huu unaweza kuelezewa na ukweli kwamba molekuli tu zilizo na nishati fulani huingia kwenye majibu.

Nishati ya ziada ambayo molekuli lazima iwe nayo ili mgongano wao utokeze uundaji wa dutu mpya inaitwa. nishati ya uanzishaji (ona Mchoro 2.1).

Mchoro 2.1 - Mchoro wa nishati ya mmenyuko wa uundaji wa bidhaa AB kutoka kwa vitu vya kuanzia A na B. Ikiwa nishati ya mgongano wa molekuli A na B ni kubwa kuliko au sawa na nguvu za uanzishaji E a , basi kizuizi cha nishati kinashindwa, na harakati hutokea kando ya kuratibu majibu r kutoka vifaa vya kuanzia hadi bidhaa. Vinginevyo, mgongano wa elastic wa molekuli A na B hufanyika. Juu ya kizuizi cha nishati inafanana na hali ya mpito (tata iliyoamilishwa), ambayo dhamana ya AB imeundwa kwa sehemu.

Kadiri joto linavyoongezeka, idadi ya molekuli hai huongezeka Joto ni kipimo cha wastani wa nishati ya kinetic ya molekuli, hivyo kuongeza joto husababisha ongezeko la kasi ya wastani ya harakati zao.. Kwa hiyo, kiwango cha mmenyuko wa kemikali kinapaswa kuongezeka kwa joto la kuongezeka. Kuongezeka kwa kiwango cha mmenyuko inapokanzwa kawaida huonyeshwa kama mgawo wa joto wa kiwango cha majibu (γ ) - nambari inayoonyesha ni mara ngapi kasi ya majibu fulani huongezeka wakati halijoto inapoongezeka kwa nyuzi 10. Kihisabati, utegemezi huu unaonyeshwa kanuni sio Hoff :

Wapi v 1 - kasi kwa joto t 1 ; v 2 - kasi kwa joto t 2. Kwa athari nyingi mgawo wa jotoγ iko katika safu kutoka 2 hadi 4.

Kwa ukali zaidi, utegemezi wa kiwango cha majibu (au tuseme, kiwango cha mara kwa mara) kwenye joto huonyeshwa Arrhenius equation :

Wapi A - kabla ya kielelezo multiplier ambayo inategemea tu asili ya reactants; E a - nishati ya uanzishaji, ambayo ni urefu wa kizuizi cha nishati kinachotenganisha vifaa vya kuanzia na bidhaa za majibu (angalia Mchoro 2.1); R R=8.3144 J/(mol. K). Katika mahesabu ya takriban, R = 8.31 J/(mol. K) mara nyingi huchukuliwa. - mara kwa mara gesi ya ulimwengu wote; T T - joto kabisa (katika kiwango cha Kelvin). Inahusiana na halijoto katika Selsiasi kwa mlinganyo
T = t o C + 273.15.
Katika mahesabu takriban, uhusiano hutumiwa
T = t o C + 273. -

Kinetics ya kemikali na usawa

Lengo la kazi: Utafiti wa ushawishi wa joto juu ya kiwango cha mmenyuko, ukolezi juu ya mabadiliko ya usawa wa kemikali.

Mandharinyuma ya kinadharia:

Kasi ya mmenyuko wa kemikali ni kiasi cha dutu ambayo humenyuka au kuundwa kama matokeo ya mmenyuko kwa kila wakati wa kitengo kwa ujazo wa kitengo (kwa miitikio yenye usawa) au kwa kila kitengo cha uso wa kiolesura (kwa miitikio tofauti).

Iwapo baada ya muda fulani?

Thamani V inaonyesha kasi ya mchakato wa kemikali kwa muda fulani. Kwa hivyo, ndogo?f, kasi ya wastani itakuwa karibu na ile ya kweli.

Kiwango cha mmenyuko wa kemikali hutegemea mambo yafuatayo:

1) asili na mkusanyiko wa vitu vinavyoathiri;

2) joto la mfumo wa mmenyuko;

3) uwepo wa kichocheo;

4) shinikizo,

5) ukubwa wa interface ya awamu na kiwango cha kuchanganya mfumo (kwa athari tofauti);

6) aina ya kutengenezea.

Muundo wa jumla wa athari za mkusanyiko kwenye kiwango cha mmenyuko wa kemikali hutolewa na sheria ya hatua ya wingi(1867, Guldberg, Waage, Beketov).

Kwa joto la mara kwa mara, kiwango cha mmenyuko wa kemikali ni sawia na bidhaa ya viwango vya vitu vinavyoathiri, kuchukuliwa kwa uwezo wa mgawo wao wa kusawazisha (stoichiometric).

Kwa majibu aA + bB = cC V = K[A] a [B] b,

ambapo K ni mgawo wa uwiano au kasi thabiti;

Ikiwa [A] = 1 mol/l, [B] = 1 mol/l, basi V = K, kwa hiyo maana ya kimwili

viwango vya vidhibiti K: kiwango kisichobadilika ni sawa na kasi ya mmenyuko katika viwango vya viitikio sawa na umoja.

Athari ya joto kwenye kiwango cha majibu. Joto linapoongezeka, mzunguko wa migongano ya molekuli huongezeka, na kwa hiyo kiwango cha majibu huongezeka.

Athari ya upimaji wa joto kwenye kiwango cha athari ya homogeneous inaweza kuonyeshwa na sheria ya Van't Hoff.

Kwa mujibu wa sheria ya Van't Hoff, wakati joto linapoongezeka (hupungua) na digrii 10, kiwango cha mmenyuko wa kemikali huongezeka (hupungua) kwa mara 2-4:

ambapo V (t 2 ) na V (t 1 ) - kiwango cha mmenyuko wa kemikali kwa joto linalofaa; f (t 2 ) Na f (t 1 ) - muda wa mmenyuko wa kemikali kwa joto linalofaa; G - Mgawo wa joto wa Van't Hoff, ambao unaweza kuchukua thamani ya nambari katika safu ya 2-4.

Utegemezi wa kiwango cha mmenyuko kwenye joto huonyeshwa na usawa wa Arrhenius:

ambapo K ni kiwango cha mara kwa mara cha mmenyuko wa kemikali; E a - nishati ya uanzishaji;

R - mara kwa mara gesi ya ulimwengu wote; A - mara kwa mara; exp ni msingi wa logarithms asili.

Ukubwa wa nishati ya uanzishaji inaweza kuamua ikiwa maadili mawili ya kiwango cha mara kwa mara K 1 na K 2 yanajulikana kwa joto T 1 na T 2, mtawaliwa, kulingana na formula ifuatayo:

Usawa wa kemikali.

Athari zote za kemikali zinaweza kugawanywa katika vikundi viwili: isiyoweza kutenduliwa na kugeuzwa. Majibu yasiyoweza kurekebishwa yanaendelea hadi kukamilika - hadi moja ya majibu yametumiwa kabisa, i.e. mtiririko katika mwelekeo mmoja tu. Maoni yanayoweza kutenduliwa hayaendelei hadi kukamilika. Katika mmenyuko unaoweza kutenduliwa, hakuna kiitikio kimoja kinachotumiwa kabisa. Mwitikio wa kugeuzwa unaweza kutokea katika pande zote mbili za mbele na nyuma.

Usawa wa kemikali ni hali ya mfumo ambapo viwango vya athari za mbele na nyuma ni sawa.

Kwa majibu yanayoweza kugeuzwa

m A+ n B? uk C+ q D

mara kwa mara usawa wa kemikali ni

Mpito kama huo wa mfumo wa mmenyuko kutoka hali moja hadi nyingine huitwa uhamishaji (au kuhama) kwa usawa wa kemikali.

Mwelekeo wa mabadiliko katika usawa wa kemikali imedhamiriwa na kanuni ya Le Chatelier: Ikiwa ushawishi wowote wa nje unatumiwa kwa mfumo ulio katika hali ya usawa wa kemikali (mkusanyiko wa mabadiliko, joto, shinikizo), basi michakato hutokea kwa hiari katika mfumo huu ambayo inaelekea kudhoofisha athari inayozalishwa.

Wakati joto linapoongezeka, usawa hubadilika kuelekea mmenyuko wa mwisho wa joto, na wakati joto linapungua, hubadilika kuelekea mmenyuko wa exothermic.

Jaribio la 1 Utegemezi wa kasi ya mmenyuko wa homogeneous juu ya mkusanyiko wa reagents ya awali.

b Vyombo, vifaa: zilizopo za mtihani, stopwatch, ufumbuzi wa thiosulfate ya sodiamu (III), dil. asidi ya sulfuriki (1M), maji.

b Mbinu: Utegemezi huu unaweza kuchunguzwa kwa kutumia mfano wa kawaida wa mmenyuko wa homogeneous kati ya thiosulfati ya sodiamu na asidi ya sulfuriki, kuendelea kulingana na equation.

Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + Sv + SO 2 ^ + H 2 O.

kemikali homogeneous kinetics

Kwa jaribio, unapaswa kuandaa mirija mitatu ya majaribio kavu, safi na nambari. Ongeza matone 4 ya suluhisho la thiosulfate ya sodiamu na matone 8 ya maji kwa kwanza; katika pili - matone 8 ya thiosulfate ya sodiamu na matone 4 ya maji; katika tatu - matone 12 ya thiosulfate ya sodiamu. Tikisa mirija ya majaribio.

Ikiwa kwa masharti tutateua mkusanyiko wa molar wa thiosulfate ya sodiamu kwenye bomba la mtihani 1 kama "c", basi ipasavyo kwenye bomba la mtihani 2 kutakuwa na mole 2, kwenye bomba la mtihani 3 - 3 s mol.

Fanya majaribio sawa na zilizopo za mtihani wa pili na wa tatu. Ingiza data ya majaribio katika jarida la maabara kwa namna ya meza.

b Hitimisho: kwa kuongezeka kwa mkusanyiko wa thiosulfate ya sodiamu, kiwango cha mmenyuko huu huongezeka. Grafu ya utegemezi ni mstari wa moja kwa moja unaopitia asili.

Uzoefu nambari 2. Utafiti wa utegemezi wa kiwango cha mmenyuko wa homogeneous kwenye joto.

b Vyombo na vifaa: mirija ya majaribio, saa ya kusimama, kipimajoto, miyeyusho ya thiosulfate ya sodiamu (III), asidi ya sulfuriki (1M)

b Mbinu:

Andaa mirija mitatu ya majaribio iliyo safi na kavu na uipe namba. Ongeza matone 10 ya suluhisho la thiosulfate ya sodiamu kwa kila mmoja wao. Weka tube ya mtihani No 1 katika kioo cha maji kwenye joto la kawaida na baada ya 1 ... dakika 2 kumbuka hali ya joto. Kisha ongeza tone moja la asidi ya sulfuriki kwenye bomba la mtihani, wakati huo huo uwashe saa ya saa na uizuie wakati uchafu dhaifu, usioonekana unaonekana. Rekodi muda kwa sekunde kutoka wakati asidi inapoongezwa kwenye bomba la majaribio hadi tope linaonekana. Rekodi matokeo kwenye jedwali.

Kisha ongeza joto la maji kwenye glasi kwa 10 0 haswa kwa kuipasha moto kwenye sahani ya moto au kwa kuchanganya na maji ya moto. Weka tube ya mtihani Nambari 2 katika maji haya, ushikilie kwa dakika kadhaa na kuongeza tone moja la asidi ya sulfuriki, kugeuka kwenye stopwatch wakati huo huo, kutikisa tube ya mtihani na yaliyomo ndani ya glasi ya maji mpaka turbidity inaonekana. Ikiwa uwingu hauonekani kabisa, zima saa ya saa na uingize usomaji wa saa kwenye jedwali. Fanya jaribio sawa na bomba la tatu la majaribio. Kwanza ongeza joto kwenye kopo kwa mwingine 10 0, weka bomba la mtihani Nambari 3 ndani yake, ushikilie kwa dakika kadhaa na kuongeza tone moja la asidi ya sulfuriki, huku ukiwasha stopwatch na kutikisa tube ya mtihani.

Eleza matokeo ya majaribio katika grafu, kasi ya kupanga kwenye mhimili wa kuratibu na joto kwenye mhimili wa abscissa.

Amua mgawo wa joto wa majibu g

b Hitimisho: wakati wa jaribio, mgawo wa wastani wa joto ulihesabiwa, ambao uligeuka kuwa sawa na 1.55. Kimsingi ni

Jaribio la 3 Ushawishi wa mkusanyiko wa viitikio kwenye usawa wa kemikali.

b Vyombo na vifaa: mirija ya majaribio, kloridi ya potasiamu (fuwele), miyeyusho ya kloridi ya chuma (III), thiocyanate ya potasiamu (iliyojaa), maji yaliyosafishwa, silinda.

b Mbinu:

Mfano halisi wa mmenyuko unaoweza kubadilishwa ni mwingiliano kati ya kloridi ya feri na thiocyanate ya potasiamu:

FeCl3+ 3 KCNS D Fe(CNS) 3 + 3 KCl.

Nyekundu

Mimina 20 ml ya maji yaliyosafishwa kwenye kikombe cha kupimia au silinda na ongeza tone moja la suluhisho iliyojaa ya kloridi ya chuma (III) na tone moja la suluhisho iliyojaa ya thiocyanate ya potasiamu. . Mimina suluhisho la rangi inayosababisha kwa usawa ndani ya zilizopo nne za mtihani. Weka nambari kwenye mirija ya majaribio.

Ongeza tone moja la mmumunyo uliojaa wa kloridi ya chuma (III) kwenye bomba la kwanza la majaribio Ongeza tone moja la mmumunyo uliojaa wa thiocyanate ya potasiamu kwenye bomba la pili la majaribio. Ongeza kloridi ya potasiamu ya fuwele kwenye bomba la tatu la majaribio na kutikisika kwa nguvu. Bomba la nne la mtihani ni kwa kulinganisha.

Kulingana na kanuni ya Le Chatelier, eleza ni nini husababisha mabadiliko ya rangi katika kila kesi ya mtu binafsi.

Andika matokeo ya jaribio kwenye jedwali katika fomu

Katika kesi ya kwanza na ya pili, tuliongeza mkusanyiko wa vitu vya kuanzia, hivyo rangi kali zaidi hupatikana. Aidha, katika kesi ya pili rangi ni nyeusi, kwa sababu mkusanyiko wa KSCN hubadilika kwa kiwango cha ujazo. Katika jaribio la tatu, tuliongeza mkusanyiko wa dutu ya mwisho, hivyo rangi ya suluhisho ikawa nyepesi.

Hitimisho la jumla: wakati wa majaribio, tulianzisha kwa majaribio utegemezi wa kiwango cha majibu kwenye mkusanyiko wa vitu vya kuanzia (juu ya mkusanyiko, kiwango cha juu cha majibu); utegemezi wa kiwango cha mmenyuko kwenye joto (joto la juu, kiwango cha majibu zaidi); jinsi mkusanyiko wa dutu inayoathiri huathiri usawa wa kemikali (pamoja na kuongezeka kwa mkusanyiko wa vitu vya kuanzia, usawa wa kemikali hubadilika kuelekea uundaji wa bidhaa; na kuongezeka kwa mkusanyiko wa bidhaa, usawa wa kemikali hubadilika kuelekea uundaji wa vitu vya kuanzia. )

Glawa 6

Kinetics ya kemikali. Usawa wa kemikali.

6.1.Kemikalikinetics.

Kinetics ya kemikali- tawi la kemia linalosoma viwango na taratibu za michakato ya kemikali, pamoja na utegemezi wao kwa mambo mbalimbali.

Utafiti wa kinetiki wa athari za kemikali huruhusu wote kuamua mifumo ya michakato ya kemikali na kudhibiti michakato ya kemikali katika utekelezaji wao wa vitendo.

Mchakato wowote wa kemikali ni mabadiliko ya vitendanishi kuwa bidhaa za athari:

vitendaji→ hali ya mpito→ bidhaa za mwitikio.

Vitendanishi (vifaa vya kuanzia) - vitu vinavyoingia katika mchakato wa mwingiliano wa kemikali.

Bidhaa za majibu- vitu vilivyoundwa mwishoni mwa mchakato wa mabadiliko ya kemikali. Katika michakato inayoweza kubadilishwa, bidhaa za mmenyuko wa moja kwa moja ni vitendanishi vya mmenyuko wa nyuma.

Miitikio isiyoweza kutenduliwa- athari zinazotokea chini ya hali fulani katika mwelekeo karibu sawa (unaoonyeshwa na ishara →).

Kwa mfano:

CaCO 3 → CaO + CO 2

Miitikio inayoweza kutenduliwa- athari zinazotokea wakati huo huo katika pande mbili tofauti (zilizoonyeshwa na ishara).

Hali ya mpito (changamano iliyoamilishwa) ni hali ya mfumo wa kemikali ambao ni wa kati kati ya vitu vinavyoanza (vitendanishi) na bidhaa za mmenyuko. Katika hali hii, vifungo vya zamani vya kemikali vinavunjwa na vifungo vipya vya kemikali vinaundwa. Mchanganyiko ulioamilishwa basi hubadilishwa kuwa bidhaa za majibu.

Athari nyingi za kemikali ni changamano na inajumuisha hatua kadhaa zinazoitwa majibu ya msingi .

Mwitikio wa kimsingi- kitendo kimoja cha kuunda au kupasuka kwa dhamana ya kemikali. Seti ya athari za kimsingi zinazounda mmenyuko wa kemikali huamua utaratibu wa mmenyuko wa kemikali.

Equation ya mmenyuko wa kemikali kawaida huonyesha hali ya awali ya mfumo (vitu vya kuanzia) na hali yake ya mwisho (bidhaa za majibu). Wakati huo huo, utaratibu halisi wa mmenyuko wa kemikali unaweza kuwa ngumu sana na ni pamoja na idadi ya athari za kimsingi. Athari za kemikali ngumu ni pamoja na inayoweza kugeuzwa, sambamba, inayofuatana Na majibu mengine ya hatua nyingi (athari za mnyororo , miitikio ya pamoja na kadhalika.).

Ikiwa viwango vya hatua tofauti za mmenyuko wa kemikali hutofautiana kwa kiasi kikubwa, basi kiwango cha mmenyuko changamano kwa ujumla kinatambuliwa na kiwango cha hatua yake ya polepole zaidi. Hatua hii (majibu ya msingi) inaitwa hatua ya kuzuia.

Kulingana na hali ya awamu ya dutu inayohusika, aina mbili za athari za kemikali zinajulikana: zenye homogeneous Na tofauti.

Awamu ni sehemu ya mfumo ambayo hutofautiana katika sifa zake za kimwili na kemikali kutoka sehemu nyingine za mfumo na hutenganishwa nazo kwa kiolesura. Mifumo inayojumuisha awamu moja inaitwa mifumo ya homogeneous, kutoka awamu kadhaa - tofauti. Mfano wa mfumo wa homogeneous itakuwa hewa, ambayo ni mchanganyiko wa vitu (nitrojeni, oksijeni, nk) katika awamu sawa ya gesi. Kusimamishwa kwa chaki (imara) katika maji (kioevu) ni mfano wa mfumo tofauti unaojumuisha awamu mbili.

Ipasavyo, athari ambazo vitu vinavyoingiliana viko katika awamu sawa huitwa majibu ya homogeneous. Mwingiliano wa dutu katika athari kama hizo hufanyika kwa kiasi kizima cha nafasi ya majibu.

Miitikio mingi inajumuisha miitikio inayotokea kwenye kiolesura. Mfano wa mmenyuko tofauti ni mmenyuko wa zinki (awamu imara) na ufumbuzi wa asidi hidrokloric (awamu ya kioevu). Katika mfumo tofauti, majibu hutokea kila wakati kwenye kiolesura kati ya awamu mbili, kwani hapa tu viitikio vilivyo katika awamu tofauti vinaweza kugongana.

Athari za kemikali kawaida hutofautishwa na zao molekuli, hizo. kwa idadi ya molekuli zinazoshiriki katika kila tendo la msingi la mwingiliano . Kwa msingi huu, athari zinajulikana kati ya monomolecular, bimolecular na trimolecular.

Monomolekuli huitwa athari ambapo kitendo cha msingi ni mabadiliko ya kemikali ya molekuli moja , Kwa mfano:

Bimolecular zinazingatiwa athari ambapo kitendo cha msingi hutokea wakati molekuli mbili zinapogongana, kwa mfano:

KATIKA trimolecular Katika athari, kitendo cha kimsingi hufanyika wakati wa mgongano wa wakati mmoja wa molekuli tatu, kwa mfano:

Mgongano wa molekuli zaidi ya tatu kwa wakati mmoja ni karibu haiwezekani, kwa hivyo athari za molekuli kubwa hazifanyiki katika mazoezi.

Viwango vya athari za kemikali vinaweza kutofautiana kwa kiasi kikubwa. Athari za kemikali zinaweza kuendelea polepole sana, kwa muda wote wa kijiolojia, kama vile hali ya hewa ya miamba, ambayo ni mabadiliko ya aluminosilicates:

K 2 O Al 2 O 3 6SiO 2 + CO 2 + 2H 2 O → K 2 CO 3 + 4SiO 2 + Al 2 O 3 2SiO 2 2H 2 O.

orthoclase - feldspar, potashi quartz. mchanga wa kaolinite (udongo)

Athari zingine hutokea mara moja, kwa mfano, mlipuko wa poda nyeusi, ambayo ni mchanganyiko wa makaa ya mawe, sulfuri na saltpeter:

3C + S + 2KNO3 = N2 + 3CO2 + K2S.

Kiwango cha mmenyuko wa kemikali hutumika kama kipimo cha kiasi cha ukubwa wa kutokea kwake.

Kwa ujumla chini ya kasi ya mmenyuko wa kemikali kuelewa idadi ya vitendo vya msingi vya athari vinavyotokea kwa kila kitengo cha wakati katika kitengo cha nafasi ya majibu.

Kwa kuwa kwa michakato ya homogeneous nafasi ya majibu ni kiasi cha chombo cha majibu, basi

kwa athari za homogeneous Na Kasi ya mmenyuko wa kemikali imedhamiriwa na kiasi cha dutu inayoathiriwa kwa muda wa kitengo katika ujazo wa kitengo.

Kwa kuzingatia kwamba kiasi cha dutu kilicho katika kiasi fulani kinaashiria mkusanyiko wa dutu, basi

kiwango cha mmenyuko ni thamani inayoonyesha mabadiliko katika mkusanyiko wa molar ya moja ya dutu kwa muda wa kitengo.

Ikiwa, kwa kiasi cha mara kwa mara na joto, mkusanyiko wa moja ya reactants hupungua kutoka Na 1 kwa Na 2 kwa kipindi cha kuanzia t 1 kwa t 2, basi, kwa mujibu wa ufafanuzi, kiwango cha majibu kwa kipindi fulani cha muda (kiwango cha wastani cha majibu) ni sawa na:

Kwa kawaida kwa miitikio yenye usawa kipimo cha kiwango V[mol/l·s].

Kwa kuwa kwa athari tofauti, nafasi ya majibu iko uso , ambayo mmenyuko hutokea, basi kwa athari za kemikali tofauti, kiwango cha majibu kinamaanisha eneo la uso wa kitengo ambalo majibu hutokea. Ipasavyo, kiwango cha wastani cha mmenyuko tofauti kina fomu:

Wapi S- eneo la uso ambalo majibu hutokea.

Kipimo cha kasi cha athari tofauti ni [mol/l·s·m2].

Kasi ya mmenyuko wa kemikali inategemea mambo kadhaa:

asili ya dutu inayohusika;

mkusanyiko wa reactants;

shinikizo (kwa mifumo ya gesi);

joto la mfumo;

eneo la uso (kwa mifumo tofauti);

uwepo wa kichocheo na mambo mengine katika mfumo.

Kwa kuwa kila mwingiliano wa kemikali ni matokeo ya mgongano wa chembe, ongezeko la mkusanyiko (idadi ya chembe katika kiasi fulani) husababisha migongano ya mara kwa mara na, kwa sababu hiyo, ongezeko la kiwango cha majibu. Utegemezi wa kiwango cha athari za kemikali kwenye viwango vya molar ya vitendanishi huelezewa na sheria ya msingi ya kinetiki za kemikali - sheria ya hatua ya wingi , ambayo iliundwa mwaka wa 1865 na N.N. Beketov na mwaka wa 1867 na K.M. Guldberg na P. Waage.

Sheria ya hatua ya wingi inasoma: kiwango cha mmenyuko wa kemikali ya msingi kwa joto la kawaida ni sawia moja kwa moja na bidhaa ya viwango vya molar ya viitikio. kwa uwezo sawa na mgawo wao wa stoichiometric.

Mlinganyo unaoonyesha utegemezi wa kiwango cha mmenyuko kwenye mkusanyiko wa kila dutu inaitwa equation ya kinetic ya majibu .

Ikumbukwe kwamba sheria ya hatua ya wingi inatumika kikamilifu tu kwa athari rahisi zaidi ya homogeneous. Ikiwa mmenyuko hutokea katika hatua kadhaa, basi sheria ni halali kwa kila hatua, na kasi ya mchakato wa kemikali tata imedhamiriwa na kasi ya mmenyuko polepole zaidi, ambayo ni hatua ya kuzuia mchakato mzima.

Kwa ujumla, ikiwa mmenyuko wa kimsingi hutokea wakati huo huo T molekuli za maada A Na n molekuli za maada KATIKA:

mA + nKATIKA = NA,

basi equation kwa kiwango cha majibu ni (mlinganyo wa kinetiki) ina fomu:

Wapi k- mgawo wa uwiano, unaoitwa kiwango cha mara kwa mara mmenyuko wa kemikali; [ A A; [B] – ukolezi wa molar wa dutu hii B; m Na n- mgawo wa stoichiometric katika equation ya majibu.

Kuelewa maana ya kimwili ya kasi ya majibu mara kwa mara , ni muhimu kuchukua milinganyo iliyoandikwa juu ya viwango vya dutu inayoitikia [ A] = 1 mol/l na [ KATIKA] = 1 mol/l (au linganisha bidhaa zao na umoja), na kisha:

Kuanzia hapa ni wazi kuwa kiwango cha majibu mara kwa mara k ni nambari sawa na kasi ya majibu ambapo viwango vya viitikio (au bidhaa zao katika milinganyo ya kinetiki) ni sawa na umoja..

Kiwango cha majibu mara kwa mara k inategemea asili ya reactants na joto, lakini haitegemei mkusanyiko wa reagents.

Kwa athari tofauti, mkusanyiko wa awamu dhabiti haujumuishwi katika usemi wa kasi ya mmenyuko wa kemikali.

Kwa mfano, katika majibu ya awali ya methane:

Ikiwa mmenyuko hutokea katika awamu ya gesi, basi kiwango chake kinaathiriwa sana na mabadiliko ya shinikizo katika mfumo, kwani mabadiliko ya shinikizo katika awamu ya gesi husababisha mabadiliko ya uwiano katika mkusanyiko. Kwa hivyo, ongezeko la shinikizo husababisha ongezeko la uwiano katika mkusanyiko, na kupungua kwa shinikizo, ipasavyo, hupunguza mkusanyiko wa reactant ya gesi.

Mabadiliko katika shinikizo kwa hakika hayana athari kwenye mkusanyiko wa dutu kioevu na imara (hali iliyofupishwa ya jambo) na haina athari kwa kiwango cha athari zinazotokea katika awamu ya kioevu au imara.

Athari za kemikali hufanyika kwa sababu ya mgongano wa chembe za dutu zinazohusika. Hata hivyo, si kila mgongano wa chembe reactant ni ufanisi , i.e. inaongoza kwa malezi ya bidhaa za mmenyuko. Chembe pekee zilizo na nishati iliyoongezeka - chembe hai , wana uwezo wa kutekeleza mmenyuko wa kemikali. Kwa kuongezeka kwa joto, nishati ya kinetic ya chembe huongezeka na idadi ya kazi huongezeka, kwa hiyo, kiwango cha michakato ya kemikali huongezeka.

Utegemezi wa kiwango cha mmenyuko kwenye joto huamua utawala wa van't Hoff : kwa kila ongezeko la joto la 10 0 C, kiwango cha mmenyuko wa kemikali huongezeka mara mbili hadi nne.

V 1 - kiwango cha majibu kwenye joto la awali la mfumo t 1 , V 2 - kiwango cha majibu kwenye joto la mwisho la mfumo t 2 ,

γ – mgawo wa halijoto ya majibu (mgawo wa van’t Hoff), sawa na 2÷4.

Kujua thamani ya mgawo wa halijoto γ huwezesha kukokotoa mabadiliko katika kiwango cha mmenyuko na halijoto inayoongezeka kutoka T 1 kwa T 2. Katika kesi hii, unaweza kutumia formula:

Kwa wazi, joto linapoongezeka katika maendeleo ya hesabu, kasi ya majibu huongezeka kwa kasi. Kadiri thamani ya mgawo wa joto wa mmenyuko g inavyoongezeka, ndivyo athari ya halijoto inavyoongezeka kwenye kasi ya majibu.

Ikumbukwe kwamba sheria ya Van't Hoff ni ya takriban na inatumika tu kwa tathmini ya takriban ya athari za mabadiliko madogo ya joto kwenye kiwango cha majibu.

Nishati inayohitajika kwa athari kutokea inaweza kutolewa na mvuto mbalimbali (joto, mwanga, sasa umeme, mionzi ya laser, plasma, mionzi ya mionzi, shinikizo la juu, nk).

Majibu yanaweza kugawanywa katika mafuta, photochemical, electrochemical, mionzi-kemikali n.k. Pamoja na athari hizi zote, uwiano wa molekuli amilifu ambazo zina nishati sawa na au kubwa kuliko kiwango cha chini cha nishati kinachohitajika kwa mwingiliano fulani E dakika.

Wakati molekuli hai hugongana, kinachojulikana iliyoamilishwa , ndani ambayo ugawaji upya wa atomi hutokea.

Nishati inayohitajika ili kuongeza nishati ya wastani ya molekuli za dutu zinazohusika na nishati ya tata iliyoamilishwa inaitwa nishati ya uanzishaji Ea.

Nishati ya uanzishaji inaweza kuzingatiwa kama nishati fulani ya ziada ambayo molekuli za reagent lazima zipate ili kushinda fulani kizuizi cha nishati . Kwa hivyo, E a ra katika tofauti kati ya wastani wa nishati ya chembe zinazojibu E ref na nishati ya tata iliyoamilishwa E min. Nishati ya uanzishaji imedhamiriwa na asili ya vitendanishi. Maana E a kati ya 0 hadi 400 kJ. Ikiwa thamani E a inazidi 150 kJ, basi athari kama hizo hazifanyiki kwa joto karibu na ile ya kawaida.

Mabadiliko ya nishati ya mfumo wakati wa majibu yanaweza kuwakilishwa kwa picha kwa kutumia mchoro ufuatao wa nishati (Mchoro 6.1).

Njia ya Majibu

Mchele. 6.1. Mchoro wa nishati ya mmenyuko wa exothermic:

E nje ni nishati ya wastani ya vitu vya kuanzia; Econd - wastani wa nishati ya bidhaa za majibu; E min - nishati ya tata iliyoamilishwa; Kitendo cha E - nishati ya uanzishaji; ΔH р - athari ya joto ya mmenyuko wa kemikali

Kutoka kwa mchoro wa nishati ni wazi kuwa tofauti kati ya maadili ya nishati ya bidhaa za mmenyuko na nishati ya vitu vya kuanzia itawakilisha athari ya joto ya athari.

E endelea. - E kumb. = ΔН р.

Kulingana na Arrhenius equation, juu ya thamani ya nishati ya uanzishaji E kitendo, ndivyo kiwango cha mara kwa mara cha mmenyuko wa kemikali kinaongezeka k inategemea joto:

E- nishati ya uanzishaji (J/mol),

R - gesi ya ulimwengu wote,

T- joto katika K,

A- Arrhenius mara kwa mara,

e= 2.718 - msingi wa logarithms asili.

Vichocheo- Hizi ni vitu vinavyoongeza kiwango cha mmenyuko wa kemikali. Humenyuka pamoja na vitendanishi kuunda kemikali ya kati na hutolewa mwishoni mwa majibu. Athari ambayo vichocheo vina juu ya athari za kemikali inaitwa kichocheo.

Kwa mfano, mchanganyiko wa poda ya alumini na iodini ya fuwele kwenye joto la kawaida hauonyeshi dalili zinazoonekana za mwingiliano, lakini tone la maji linatosha kusababisha athari ya vurugu:

Tofautisha kichocheo cha homogeneous (kichocheo huunda mfumo wa homogeneous na vitu vinavyoathiri, kwa mfano, mchanganyiko wa gesi) na tofauti kichocheo (kichocheo na viitikio viko katika awamu tofauti na mchakato wa kichocheo hutokea kwenye kiolesura cha awamu).

Kuelezea utaratibu wa catalysis homogeneous, wengi sana kutumika nadharia ya kati (iliyopendekezwa na mtafiti wa Ufaransa Sabatier na kuendelezwa katika kazi za mwanasayansi wa Urusi N.D. Zelinsky). Kulingana na nadharia hii, mchakato polepole, kwa mfano, majibu:

mbele ya kichocheo hutokea haraka, lakini katika hatua mbili. Katika hatua ya kwanza ya mchakato, kiwanja cha kati cha moja ya vitendanishi na kichocheo huundwa. A...kat.

Hatua ya kwanza:

A + kat = A.∙. kat.

Katika hatua ya pili, kiwanja kinachotokana huunda tata iliyoamilishwa na kitendanishi kingine [ A.∙.kat.∙.B], ambayo inageuka kuwa bidhaa ya mwisho AB na kuzaliwa upya kwa kichocheo kat.

Hatua ya pili:

A.∙.kat + B = = AB + kat.

Uingiliano wa kati wa kichocheo na vitendanishi huelekeza mchakato kwenye njia mpya, inayojulikana na kizuizi cha chini cha nishati. Hivyo, Utaratibu wa utekelezaji wa vichocheo unahusishwa na kupungua kwa nishati ya uanzishaji wa mmenyuko kutokana na kuundwa kwa misombo ya kati.

Mfano unaweza kuwa majibu ya polepole:

2SO2 + O2 = 2SO3 polepole.

Katika njia ya nitrojeni ya viwandani ya kutengeneza asidi ya sulfuriki, oksidi ya nitrojeni (II) hutumiwa kama kichocheo, ambayo huharakisha athari:

Kichocheo cha aina nyingi hutumika sana katika michakato ya kusafisha mafuta. Vichocheo ni pamoja na platinamu, nickel, oksidi ya alumini, nk Hydrogenation ya mafuta ya mboga hutokea kwenye kichocheo cha nickel (nickel kwenye kieselguhr), nk.

Mfano wa kichocheo tofauti ni uoksidishaji wa SO 2 hadi SO 3 kwenye kichocheo cha V 2 O 5 katika uzalishaji wa asidi ya sulfuriki kwa njia ya kuwasiliana.

Dutu zinazoongeza shughuli za kichocheo huitwa mapromota (au vianzishaji). Wakati huo huo, wakuzaji wenyewe hawawezi kuwa na mali ya kichocheo.

Sumu za kichocheo - uchafu wa kigeni katika mchanganyiko wa mmenyuko unaosababisha hasara ya sehemu au kamili ya shughuli za kichocheo. Kwa hivyo, athari za fosforasi na arseniki husababisha upotezaji wa haraka wa shughuli na kichocheo cha V 2 O 5 katika mmenyuko wa oksidi wa SO 2 hadi SO 3.

Uzalishaji mwingi wa kemikali muhimu, kama vile utengenezaji wa asidi ya sulfuriki, amonia, asidi ya nitriki, mpira wa sintetiki, idadi ya polima, nk, hufanywa mbele ya vichocheo.

Athari za biochemical katika viumbe vya mimea na wanyama huharakisha vichocheo vya biokemikali – vimeng'enya.

Mkali Inawezekana kupunguza kasi ya tukio la michakato ya kemikali isiyofaa kwa kuongeza vitu maalum kwa kati ya majibu - vizuizi. Kwa mfano, kuzuia michakato isiyofaa ya uharibifu wa kutu ya metali, anuwai inhibitors ya kutu ya chuma .

6.1.1. Maswali ya kujidhibiti kwa maarifa ya nadharia

juu ya mada "Kinetics ya kemikali"

1. Je, kinetiki za kemikali husoma nini?

2. Ni nini kinachoeleweka kwa kawaida na neno "vitendanishi"?

3. Ni nini kinachoeleweka kwa kawaida na neno "bidhaa za majibu"?

4. Michakato inayoweza kubadilishwa huteuliwaje katika athari za kemikali?

5. Ni nini kinachoeleweka kwa kawaida na neno “tata iliyoamilishwa”?

6. Mwitikio wa kimsingi ni nini?

7. Ni miitikio gani inayochukuliwa kuwa tata?

8. Ni hatua gani ya athari inaitwa hatua ya kuzuia?

9. Eleza dhana ya "awamu"?

10. Ni mifumo gani inachukuliwa kuwa sawa?

11. Ni mifumo gani inachukuliwa kuwa tofauti?

12. Toa mifano ya mifumo ya homogeneous.

13. Toa mifano ya mifumo tofauti tofauti.

14. Ni nini kinachochukuliwa kuwa "molekuli" ya itikio?

15. Ni nini maana ya neno “kiwango cha mmenyuko wa kemikali”?

16. Toa mifano ya majibu ya haraka na ya polepole.

17. Ni nini maana ya neno “kiwango cha mmenyuko wa kemikali unaofanana”?

18. Ni nini kinachomaanishwa na neno “kiwango cha mwitikio wa kemikali tofauti na tofauti”?

19. Kiwango cha mmenyuko wa kemikali hutegemea mambo gani?

20. Tengeneza sheria ya msingi ya kinetics ya kemikali.

21. Je, kiwango cha mara kwa mara cha athari za kemikali ni nini?

22.Je, kiwango cha mara kwa mara cha athari za kemikali hutegemea mambo gani?

23. Ni viwango vipi vya vitu ambavyo havijajumuishwa katika mlinganyo wa kinetic wa athari za kemikali?

24. Kiwango cha mmenyuko wa kemikali kinategemeaje shinikizo?

25. Kiwango cha mmenyuko wa kemikali kinategemeaje joto?

26. Je, "Kanuni ya Van't Hoff" imeundwaje?

27. "Mgawo wa joto wa mmenyuko wa kemikali" ni nini?

28. Eleza dhana ya "nishati ya uanzishaji".

29. Je, ueleze dhana ya "kichocheo cha mmenyuko wa kemikali"?

30. Catalysis ya homogeneous ni nini?

31. Kichocheo cha aina tofauti ni nini?

32. Je, utaratibu wa utekelezaji wa kichocheo katika kichocheo cha homogeneous unaelezewaje?

33. Toa mifano ya athari za kichocheo.

34. Enzymes ni nini?

35. Mapromota ni nini?

6.1.2. Mifano ya kutatua matatizo ya kawaida

juu ya mada "Kinetics ya kemikali"

Mfano 1. Kiwango cha mmenyuko kinategemea eneo la uso wa mawasiliano ya viitikio:

1) asidi ya sulfuriki na suluhisho la kloridi ya bariamu,

2) mwako wa hidrojeni katika klorini;

3) asidi ya sulfuriki na suluhisho la hidroksidi ya potasiamu,

4) mwako wa chuma katika oksijeni.

Kiwango cha athari tofauti hutegemea eneo la uso wa vitu vinavyoathiri. Miongoni mwa athari zilizo hapo juu, mmenyuko tofauti, i.e. sifa ya kuwepo kwa awamu tofauti ni mmenyuko wa mwako wa chuma (awamu imara) katika oksijeni (awamu ya gesi).

Jibu. 3.

Mfano 2. Kiwango cha majibu kitabadilikaje?

2H 2(g) + O 2(G) = 2H 2 O (g)

wakati mkusanyiko wa vitu vya kuanzia mara mbili?

Wacha tuandike equation ya kinetic ya majibu, ambayo huanzisha utegemezi wa kiwango cha athari kwenye mkusanyiko wa viitikio:

V 1 = k [N 2 ] 2 · [O 2].

Ikiwa viwango vya vitu vya kuanzia vimeongezeka mara mbili, equation ya kinetic itachukua fomu:

V 2 = k (2 [N 2 ]) 2 2 [O 2 ] = 8 k [N 2 ] 2 · [O 2], i.e.

Wakati mkusanyiko wa vitu vya kuanzia uliongezeka mara mbili, kiwango cha mmenyuko huu kiliongezeka mara 8.

Jibu. 8.

Mfano 3. Kiwango cha majibu kitabadilikaje ikiwa shinikizo la jumla katika mfumo CH 4 (G) + 2O 2 (G) = CO 2 (G) + 2H 2 O (G) imepunguzwa kwa mara 5?

Kwa mujibu wa equation ya kinetic ya majibu, kiwango cha majibu haya kitatambuliwa:

V 1 = k[CH 4] · [O 2] 2 .

Wakati shinikizo linapungua kwa tano, mkusanyiko wa kila dutu ya gesi pia itapungua kwa tano. Equation ya kinetic ya majibu chini ya hali hizi itakuwa kama ifuatavyo:

inaweza kuamua kuwa kiwango cha majibu kimepungua kwa mara 125.

Jibu. 125.

Mfano 4. Je, kiwango cha majibu kinachojulikana na mgawo wa joto wa mmenyuko wa 3 kitabadilikaje ikiwa hali ya joto katika mfumo itaongezeka kutoka 20 hadi 60 ° C?

Suluhisho. Kulingana na sheria ya Van't Hoff

Wakati joto liliongezeka kwa 40 0 C, kiwango cha mmenyuko huu kiliongezeka mara 81

Jibu. 81.

6.1.3. Maswali na mazoezi ya kujisomea

Kiwango cha athari za kemikali

1. Kulingana na hali ya kimwili ya dutu inayoathiri, athari za kemikali zimegawanywa katika:

1) exothermic na endothermic,

2) inayoweza kubadilishwa na isiyoweza kutenduliwa,

3) kichocheo na kisicho cha kichocheo,

4) homogeneous na tofauti.

2. Onyesha nambari au jumla ya nambari za kawaida ambazo majibu ya homogeneous hutolewa:

3. Onyesha idadi au jumla ya nambari za kawaida ambazo misemo imetolewa ambayo inaweza kutumika kukokotoa kasi ya majibu yenye usawa:

4. Kitengo cha kipimo cha kiwango cha mmenyuko wa homogeneous kinaweza kuwa:

1) mol/l s,

3) mol/l·,

4) l/mol·s.

5. Onyesha nambari au jumla ya nambari za masharti ambazo maneno ya haki yametolewa. Wakati wa mmenyuko wa homogeneous

A + 2B® 2 C + D:

1) mkusanyiko A Na KATIKA zinapungua

2) mkusanyiko NA huongezeka kwa kasi zaidi kuliko mkusanyiko D,

4) mkusanyiko KATIKA hupungua kwa kasi zaidi kuliko mkusanyiko A,

8) kiwango cha majibu kinabaki mara kwa mara.

6. Ni nambari gani inayoonyeshwa kwenye mstari ambayo inaonyesha kwa usahihi mabadiliko ya wakati katika mkusanyiko wa dutu inayoundwa katika majibu:

7. Badilisha baada ya muda katika mkusanyiko wa dutu inayoanzia katika mmenyuko unaoendelea kukamilika, haki inaelezea curve:

9. Onyesha nambari au jumla ya nambari za kawaida ambazo majibu hutolewa, kasi ambayo haitegemei inakokotolewa kutoka kwa dutu gani?

10. Onyesha nambari au jumla ya nambari za masharti ambazo sababu zinazoathiri kasi ya majibu hutolewa:

1) asili ya dutu inayohusika,

2) mkusanyiko wa dutu za majibu,

4) joto la mfumo wa mmenyuko,

8) uwepo wa kichocheo katika mfumo wa mmenyuko.

11. Sheria ya msingi ya kinetiki za kemikali huanzisha utegemezi wa kiwango cha mmenyuko kwenye:

1) joto la dutu inayojibu,

2) mkusanyiko wa dutu inayojibu,

3) asili ya dutu inayohusika,

4) wakati wa majibu.

12. Onyesha nambari au jumla ya nambari za masharti ambazo taarifa sahihi zimetolewa. Kinetics ya kemikali:

1) sehemu ya fizikia,

2) husoma kiwango cha mmenyuko wa kemikali,

4) hutumia sheria ya hatua ya wingi,

8) husoma utegemezi wa kiwango cha athari kwa hali ya kutokea kwao.

13. Ya.Kh. Van't Hoff:

1) mshindi wa kwanza wa Tuzo ya Nobel katika kemia,

2) alisoma utegemezi wa kiwango cha athari kwenye joto,

4) alisoma utegemezi wa kiwango cha athari kwenye mkusanyiko wa vitu;

8) ilitengeneza sheria ya hatua ya wingi.

14. Chini ya hali sawa, majibu huendelea haraka:

1) Ca + H 2 O ®

3) Mg + H 2 O ®

4) Zn + H 2 O ®

15. Kiwango cha mageuzi ya hidrojeni ni cha juu zaidi katika majibu:

1) Zn + HCl (suluhisho la 5%) ®

2) Zn + HCl (suluhisho la 10%) ®

3) Zn + HCl (suluhisho la 15%) ®

4) Zn + HCl (suluhisho la 30%) ®

16. Mkusanyiko wa kiitikio haiathiri juu ya kiwango cha mmenyuko ikiwa dutu hii itachukuliwa katika majibu katika:

1) hali thabiti,

2) hali ya gesi,

3) hali ya kufutwa.

17. Kuhesabu kiwango cha wastani cha mmenyuko A + B = C (mol / l × s), ikiwa inajulikana kuwa mkusanyiko wa awali wa A ulikuwa 0.8 mol / l, na baada ya sekunde 10 ikawa 0.6 mol / l.

1) 0,2, 2) 0,01, 3) 0,1, 4) 0,02.

18. Je, viwango vya dutu A na B vilipungua kwa kiasi gani katika mmenyuko? A + 2B® 3 C, ikiwa inajulikana kuwa wakati huo huo ukolezi NA iliongezeka kwa 4.5 mol / l?

D NA A D NA B

19. Kuhesabu kiwango cha wastani cha mmenyuko 2CO + O 2 ® 2CO 2 (mol / l × s), ikiwa inajulikana kuwa mkusanyiko wa awali wa CO ulikuwa 0.60 mol / l, na baada ya sekunde 10 ikawa 0.15 mol / l. . Je, ukolezi wa CO 2 ulibadilika kwa mol/l ngapi katika kipindi hiki cha muda?

3) 0,045; 0,045,

20. Mfumo unahitaji joto gani ili kiwango cha mmenyuko kinachotokea ndani yake kinaongezeka kwa mara 2-4?

1) 150, 2) 10, 3) 200, 4) 50.

21. Kiwango cha majibu katika 20 ° C ni 0.2 mol / l×s. Amua kasi ya majibu katika 60°C (mol/l×s) ikiwa mgawo wa halijoto wa kasi ya majibu ni 3.

1) 16,2, 2) 32,4, 3) 8,1, 4) 4,05.

22. Utegemezi wa kisayansi wa kiwango cha mmenyuko kwenye joto haki inaonyesha equation:

23. Kiwango cha majibu katika 20 ° C ni 0.08 mol / l×s. Kokotoa kasi ya majibu katika 0°C (mol/l×s), ikiwa mgawo wa halijoto wa kasi ya majibu ni 2.

1) 0,16, 2) 0,04, 3) 0,02, 4) 0,002.

24. Kiwango cha majibu kitaongezeka mara ngapi wakati joto linaongezeka kwa 40 ° C, ikiwa mgawo wa joto wa kiwango cha majibu ni 3?

1) 64, 2) 243, 3) 81, 4) 27.

25. Joto linapaswa kuongezeka kwa digrii ngapi ili kuongeza kiwango cha majibu kwa mara 64, ikiwa mgawo wa joto wa kiwango cha majibu ni 4?

1) 60, 2) 81, 3) 27, 4) 30.

26. Kuhesabu mgawo wa joto wa kiwango cha majibu ikiwa inajulikana kuwa wakati joto linapoongezeka kwa 50 o C, kiwango cha majibu huongezeka kwa mara 32.

1) 3, 2) 2, 3) 4, 4) 2,5.

27. Sababu ya kuongezeka kwa kiwango cha majibu na joto la kuongezeka ni ongezeko la:

1) kasi ya harakati ya molekuli;

2) idadi ya migongano kati ya molekuli;

3) uwiano wa molekuli hai,

4) utulivu wa molekuli ya bidhaa za mmenyuko.

28. Onyesha idadi au jumla ya nambari za kawaida ambazo majibu ambayo MnO 2 ni kichocheo yanatolewa:

1) 2KClO 3 ® 2KCl + 3O 2,

2) 2Al + 3I 2 ® 2AlI 3,

4) 2H 2 O 2 ® 2H 2 O + O 2,

8) 2SO 2 + O 2 ® 2SO 3.

29. Onyesha idadi au jumla ya nambari za kawaida ambazo majibu sahihi yametolewa. Kwa kutumia athari za kichocheo katika tasnia, yafuatayo hupatikana:

1) asidi hidrokloriki;

2) asidi ya sulfuri,

4) amonia,

8) asidi ya nitriki.

30. Onyesha idadi au jumla ya nambari za kawaida ambazo majibu sahihi yametolewa. Kichocheo:

1) kushiriki katika majibu,

2) kutumika tu katika hali dhabiti,

4) haitumiwi wakati wa majibu,

8) lazima ina atomi ya chuma katika muundo wake.

31. Onyesha idadi au jumla ya nambari za kawaida ambazo majibu sahihi yametolewa. Ifuatayo hutumiwa kama vichocheo:

32. Dutu zinazopunguza shughuli ya kichocheo huitwa:

1) watangazaji,

2) watengenezaji upya,

3) vizuizi,

4) sumu za kichocheo.

33. Kichochezi sio majibu:

1) (C 6 H 10 O 5) n + n H2O® n C6H12O6,

selulosi

2) 2SO 2 + O 2 ® 2SO 3,

3) 3H 2 + N 2 ® 2NH 3 ,

4) NH 3 + HCl ® NH 4 Cl.

34. Mlinganyo wa kichocheo cha homogeneous umetolewa chini ya nambari gani:

35. Utaratibu wa hatua ya kichocheo huonyesha kwa usahihi taarifa hiyo. Kichocheo:

1) kuongeza nishati ya kinetic ya chembe za awali, huongeza idadi ya migongano yao;

2) huunda misombo ya kati na vitu vya kuanzia ambavyo hubadilishwa kwa urahisi kuwa vitu vya mwisho;

3) bila kuingiliana na vitu vya kuanzia, inaelekeza majibu kwenye njia mpya,

4) kupunguza nishati ya kinetic ya chembe za awali, huongeza idadi ya migongano yao.

36. Jukumu la mtangazaji katika athari ya kichocheo ni kwamba:

1) hupunguza shughuli za kichocheo,

2) huongeza shughuli za kichocheo,

3) inaongoza majibu katika mwelekeo unaotaka,

4) hulinda kichocheo kutoka kwa sumu ya kichocheo.

37. Enzymes:

1) vichocheo vya kibaolojia,

2) kuwa na asili ya protini,

4) hazitofautiani katika maalum ya hatua,

8) kuharakisha michakato ya biochemical katika viumbe hai.

38. Mwitikio ni tofauti:

39. Onyesha idadi au jumla ya nambari za kawaida ambazo majibu sahihi yametolewa. Ili kuongeza kiwango cha uchomaji wa makaa ya mawe: C + O 2 ® CO 2, unahitaji:

1) kuongeza mkusanyiko wa O 2,

2) kuongeza mkusanyiko wa makaa ya mawe,

4) saga makaa ya mawe,

8) kuongeza mkusanyiko wa dioksidi kaboni.

40. Ikiwa kiitikio A kinachukuliwa katika majibu: A t + X gesi ® katika hali dhabiti, basi kiwango cha mmenyuko huathiriwa na:

1) mkusanyiko A,

2) eneo la uso wa mawasiliano kati ya A na X,

4) molekuli A,

8) mkusanyiko wa dutu X.

41. Kipimo cha kasi ya mmenyuko tofauti ni:

1) mol/l, 2) mol/cm 3 × s,

3) mol/l×s 4) mol/cm 2 ×s.

42. Onyesha idadi au jumla ya nambari za kawaida ambazo majibu sahihi yametolewa. Kanuni ya kitanda kilicho na maji hutumiwa:

1) kuongeza uso wa mawasiliano wa vitendanishi;

2) wakati wa kurusha pyrites,

4) wakati wa kupasuka kwa kichocheo cha bidhaa za petroli,

8) kurejesha shughuli za kichocheo.

43. Angalau

1) Na + H 2 O ® 2) Ca + H 2 O ®

3) K + H 2 O ® 4) Mg + H 2 O ®

44. Grafu inaonyesha michoro ya nishati ya mmenyuko usio wa kichocheo na wa kichocheo wa mtengano wa iodidi ya hidrojeni. Mabadiliko ya nishati ya uanzishaji yanaonyesha sehemu ya nishati:

1) b, 2) c, 3) d, 4) b-c.

45. Kubwa zaidi Mwitikio ulioelezewa na mpango una nishati ya uanzishaji:

1) AgNO 3 + KCl ® AgCl + KNO 3,

2) BaCl 2 + K 2 SO 4 ® BaSO 4 + 2KCl,

3) 2Na + 2H 2 O ® 2NaOH + 2H 2,

6.2. Usawa wa kemikali.

Pamoja na athari za kemikali zisizoweza kutenduliwa:

СaCl 2 + 2AgNO 3 = Ca(NO 3) 2 + 2AgCl↓, nk.

Michakato mingi inajulikana wakati mabadiliko ya kemikali hayafikii kukamilika, lakini mchanganyiko wa usawa wa washiriki wote na bidhaa za mmenyuko hutokea, ziko upande wa kushoto na wa kulia wa equation ya majibu ya stoichiometric. Kwa hivyo, chini ya hali ya kawaida mfumo unaweza kubadilishwa:

Wacha tuchunguze sifa za kutokea kwa michakato inayoweza kubadilishwa kwa kutumia mfano wa mfumo, ambao, kwa ujumla, una fomu:

Isipokuwa kwamba athari za mbele → na nyuma ← hutokea katika hatua moja, kwa mujibu wa sheria ya hatua ya wingi, maadili ya kasi ya majibu ya mbele ( V moja kwa moja) na kinyume ( V majibu yanaelezewa na milinganyo ifuatayo ya kinetic:

Wapi k moja kwa moja Na k arr - viwango vya viwango, kwa mtiririko huo, vya athari za mbele na za nyuma.

Wakati wa mwanzo wa wakati (tazama Mchoro 6.2), viwango vya vitu vya kuanzia [A] na [B], na kwa hiyo kiwango cha mmenyuko wa moja kwa moja, kina thamani ya juu. Viwango vya bidhaa za mmenyuko [C] na [D] na kasi ya mmenyuko wa kinyume wakati wa mwanzo ni sifuri. Wakati wa mmenyuko, viwango vya vitu vya kuanzia hupungua, ambayo husababisha kupungua kwa kiwango cha majibu ya mbele. Mkusanyiko wa bidhaa za mmenyuko, na, kwa hiyo, kasi ya athari ya kinyume huongezeka. Hatimaye, inakuja hatua ambayo viwango vya majibu ya mbele na ya nyuma huwa sawa.

Hali ya mfumo ambao V moja kwa moja = V ar. kuitwa usawa wa kemikali. Usawa huu ni yenye nguvu , kwa kuwa majibu ya njia mbili hufanyika katika mfumo - moja kwa moja ( A Na B- vitendanishi; C Na D- bidhaa) na kinyume chake ( A Na B- bidhaa, C na D- vitendanishi) maelekezo.

V ar.

Wakati wa majibu

Mchele. 6.2. Utegemezi wa viwango vya majibu ya mbele na ya nyuma

tangu wakati wa kutokea kwao.

Katika mfumo unaoweza kugeuzwa katika usawa, viwango vya washiriki wote katika mchakato huitwa viwango vya usawa, kwa kuwa katika kesi hii majibu ya mbele na ya nyuma hutokea mara kwa mara na kwa kasi sawa.

Tabia ya upimaji wa usawa wa kemikali inaweza kupatikana kwa kutumia inayofaa milinganyo ya kinetic :

Kwa kuwa viwango vya kiwango cha mmenyuko kwenye joto la kudumu ni mara kwa mara, uwiano pia utakuwa mara kwa mara

kuitwa usawa wa kemikali mara kwa mara. Kusawazisha pande za mkono wa kulia za milinganyo ya kinetiki kwa miitikio ya mbele na ya nyuma, tunaweza kupata:

Wapi K r- usawa wa kemikali mara kwa mara, ulioonyeshwa kwa suala la viwango vya usawa vya washiriki wa mmenyuko.

Msawazo wa kemikali mara kwa mara ni uwiano wa bidhaa ya viwango vya usawa wa bidhaa za mmenyuko kwa bidhaa ya viwango vya usawa wa vitu vya kuanzia katika nguvu za coefficients zao za stoichiometric.

Kwa mfano, kwa majibu yanayoweza kugeuzwa

Usemi wa usawa wa mara kwa mara una fomu:

Ikiwa awamu mbili au zaidi zinahusika katika mchakato wa mabadiliko ya kemikali, basi usemi wa usawa wa mara kwa mara unapaswa kuzingatia wale tu ambao mabadiliko katika viwango vya reactants hutokea. Kwa mfano, katika usemi wa usawa wa mara kwa mara kwa mfumo

jumla ya idadi ya moles ya vitu vya gesi kabla na baada ya majibu inabaki mara kwa mara na shinikizo katika mfumo haibadilika. Usawa katika mfumo huu haubadiliki wakati shinikizo linabadilika.

Ushawishi wa mabadiliko ya joto juu ya mabadiliko ya usawa wa kemikali.

Katika kila mmenyuko unaoweza kugeuzwa, moja ya mwelekeo inalingana na mchakato wa exothermic, na nyingine kwa mchakato wa mwisho wa joto. Kwa hivyo katika mmenyuko wa awali ya amonia, mmenyuko wa mbele ni exothermic, na mmenyuko wa nyuma ni endothermic.

1) viwango vya H 2, N 2 na NH 3 hazibadilika kwa wakati,

3) idadi ya molekuli za NH 3 zinazooza kwa wakati wa kitengo ni sawa na nusu ya jumla ya molekuli za H 2 na N 2 zilizoundwa wakati huu;

4) jumla ya idadi ya molekuli za H 2 na N 2 zinazobadilishwa kuwa NH 3 kwa muda wa kitengo ni sawa na idadi ya molekuli za NH 3 zilizoundwa wakati huo huo.

49. Onyesha idadi au jumla ya nambari za kawaida ambazo majibu sahihi yametolewa. Usawa wa kemikali katika mfumo: 2SO 2 + O 2 2SO 3 ∆Н ˂0 itakatizwa na:

1) kupunguza shinikizo kwenye mfumo;

2) inapokanzwa,

4) kuongezeka kwa mkusanyiko wa oksijeni.

50. Onyesha idadi au jumla ya nambari za kawaida ambazo majibu sahihi yametolewa. Ili kuhamisha usawa katika mfumo N 2 + 3H 2 2NH 3 ∆H ˂0 kwenda kushoto, unahitaji:

1) anzisha H 2 kwenye mfumo,

2) kuondoa NH 3 kutoka kwa mfumo,

4) kuongeza shinikizo la damu,

8) kuongeza joto.

51. Ili kuhamisha usawa wa majibu 2SO 2 + O 2 2SO 3 ∆Н ˂0 kwenda kulia, ni muhimu:

1) joto mfumo,

2) anzisha O 2 kwenye mfumo,

4) anzisha SO 3 kwenye mfumo,

8) kupunguza shinikizo katika mfumo.

52. Kanuni ya Le Chatelier (kanuni) hailingani kauli:

1) ongezeko la joto hubadilisha usawa kuelekea mmenyuko wa mwisho;

2) kupungua kwa joto hubadilisha usawa kuelekea mmenyuko wa exothermic;

3) ongezeko la shinikizo hubadilisha usawa kuelekea mmenyuko unaosababisha ongezeko la kiasi;

N 2 + O 2 ∆H ˂0.2H 2 O (mvuke), 2NH 3 paka. 3H 2 + N 2 . B,

2) k 1 H = k 2 2 ,

67. Kwa usawa wa kudumu ( Kp) huathiri:

1) shinikizo,

2) joto,

3) mkusanyiko,

4) kichocheo.