Презентация на тему Скорость химических реакций презентация к уроку по химии (11 класс) на тему. Презентация по химии: «Скорость химических реакций Презентация по химии скорость химических реакций

17.08.2023 | История

ТЕМА УРОКА

«Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость химической реакции»

Выяснить, какие условия необходимо создать, чтобы началась химическая реакция;

научиться определять скорость химической реакции;

рассмотреть единицу измерения скорости химической реакции;

выяснить от каких факторов зависит скорость химических реакций.

ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ПРОТЕКАЮТ С РАЗЛИЧНЫМИ СКОРОСТЯМИ

Мгновенно (при взрыве; в водных растворах, например, при смешивании растворов хлорида бария и сульфата натрия образуется сульфат бария в виде белого осадка);

Быстро (растворение цинка в соляной кислоте; горение магния);

Медленно (образование ржавчины на железных предметах; окисление меди).

УСЛОВИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ

Соприкосновение веществ

ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ

Гетерогенные химические реакции

Гомогенные

химические

реакции

ГОМОГЕННЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ

Химические реакции, протекающие в однородной среде, например в растворе или газовой фазе, то взаимодействие реагирующих веществ происходит во всём объёме

ГЕТЕРОГЕННЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ

Если реакция идет между веществами, находящихся в разных агрегатных состояниях или между веществами, неспособными образовывать гомогенную среду (между несмешивающимися жидкостями), то она происходит только на поверхности соприкосновения веществ.

СКОРОСТЬ РЕАКЦИИ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ИЗМЕНЕНИЕМ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЕЩЕСТВА В ЕДИНИЦУ ВРЕМЕНИ.

В единице V (для гомогенной)

На единице поверхности соприкосновения веществ S (для гетерогенной)

 n - изменение количества вещества (моль);

 t– интервал времени (с, мин)

Изменение молярной концентрации;

АНАЛИЗ ТАБЛИЦЫ, ВЫВОДЫ:

Значение скорости реакции зависит от того, по какому веществу её определяют

Например, для реакции Н 2 +CI 2 = 2НCI

из 1 моль Н 2 образуется 2 моль НCI

скорость реакции увеличится в 2 раза (по изменению концентрации HCI)

ЗАДАЧА НА ПРИМЕНЕНИЕ ЗНАНИЙ ПО «СКОРОСТИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ»

Химическая реакция протекает в растворе, согласно уравнению: А+В = С. Исходные концентрация: вещества А – 0,80 моль/л. Через 20 минут концентрация вещества А снизилась до 0, 74 моль/л.

Определите:

среднюю скорость реакции за этот промежуток времени;

САМОПРОВЕРКА.

Дано:

С (А) 1 = 0,80 моль/л

С (А) 2 = 0,74 моль/л

= 20 мин

Найти.

гомоген =?

Решение:

а) определение средней скорости реакции в растворе производится по формуле:

Ответ: гомоген. = 0,003 моль/л

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ

Природа реагирующих веществ;

Температура;

Концентрация реагирующих веществ;

Действие катализаторов;

Поверхность соприкосновения реагирующих веществ (в гетерогенных реакциях).

Суть: реакции происходят при столкновении частиц реагентов, которые обладают определённой энергией.

Чем больше частиц реагентов, чем ближе они друг к другу, тем больше шансов у них столкнуться и прореагировать.

К реакции приводят лишь эффективные соударения , т.е. такие при которых разрушаются или ослабляются «старые связи» и поэтому могут образоваться «новые». Но для этого частицы должны обладать достаточной энергией.

энергией активации Е а.

ИЗМЕНЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ВЕЩЕСТВА, ПО КОТОРОМУ ОПРЕДЕЛЯЮТ СКОРОСТЬ РЕАКЦИИ – ВНЕШНИЙ ФАКТОР

Суть: реакции происходят при столкновении частиц реагентов, которые обладают определённой энергией.

Чем больше частиц реагентов, чем ближе они друг к другу, тем больше шансов у них столкнуться и прореагировать.

К реакции приводят лишь эффективные соударения , т.е. такие при которых разрушаются или ослабляются «старые связи» и поэтому могут образоваться «новые». Но для этого частицы должны обладать достаточной энергией.

Минимальный избыток энергии (над средней энергией частиц в системе), необходимый для эффективного соударения частиц в системе), необходимый для эффективного соударения частиц реагентов, называется энергией активации Е а.

1. ПРИРОДА РЕАГИРУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ.

Под природой реагирующих веществ понимают их состав, строение, взаимное влияние атомов в неорганических и органических веществах.

Величина энергии активации веществ – это фактор, посредством которого сказывается влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции.

120 Гидролиз сахарозы, взаимодействие металлов с кислотами, натрия с водой и спиртами, этилена с бромной водой и др. Незначительная Разложение аммиака на водород и азот, гидрирование этилена, окисление оксида серы (IV) до оксида серы (VI), разложение иодоводорода на иод и водород и др." width="640"

Зависимость скорости реакции от природы реагирующих веществ.

Энергия активации Е а , кДж/моль

Скорость реакции

Примеры реакций

Очень большая

Средняя

Реакции ионного обмена между электролитами, взаимодействие щелочных металлов с кислородом и галогенами и др.

Гидролиз сахарозы, взаимодействие металлов с кислотами, натрия с водой и спиртами, этилена с бромной водой и др.

Незначительная

Разложение аммиака на водород и азот, гидрирование этилена, окисление оксида серы (IV) до оксида серы (VI), разложение иодоводорода на иод и водород и др.

ЗАДАНИЕ НА ПРИМЕНЕНИЕ ЗНАНИЙ

Объясните разную скорость взаимодействия цинка и магния с уксусной кислотой; цинка с соляной и уксусной кислотой.

Напишите соответствующие реакции

2. ТЕМПЕРАТУРА

При увеличении температуры на каждые 10° С скорость реакции увеличивается в 2-4 раза.

Число, показывающее, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 10° С, называют температурным коэффициентом.

Правило Вант-Гоффа математически выражается следующей формулой:

где –скорость реакции при температуре t 2 ,

– скорость реакции при температуре t 1 ,

– температурный коэффициент.

ЗАДАЧА НА ПРИМЕНЕНИЕ ЗНАНИЙ:

Определите, как изменится скорость некоторой реакции:

при повышении температуры от 10° до 50° С;

Температурный коэффициент реакции равен 3.

САМОПРОВЕРКА

подставить данные задачи в формулу:

скорость реакции увеличится в 81 раз

3. КОНЦЕНТРАЦИЯ РЕАГИРУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ.

На основе большого экспериментального материала в 1867 г. норвежские учёные К. Гульдберг, и П Вааге и независимо от них в 1865 г. русский учёный Н.И. Бекетов сформулировали основной закон химической кинетики, устанавливающий зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ:

скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях равных их коэффициентам в уравнении реакции.

Этот закон ещё называют

законом действующих масс.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ВЫРАЖЕНИЕ ЗАКОНА ДЕЙСТВУЮЩИХ МАСС.

По закону действующих масс скорость реакции, уравнение которой А+В=С может быть вычислена по формуле:

v 1 = k 1 C A C B ,

а скорость реакции, уравнение которой А+2В=D, может быть вычислена по формуле:

v 2 = k 2 C A C B .

В этих формулах: C A и C B – концентрации веществ А и В (моль/л), k 1 и k 2 – коэффициенты пропорциональности, называемые константами скоростей реакции . Эти формулы также называют кинетическими уравнениями.

ЗАДАЧА НА ПРИМЕНЕНИЕ ЗНАНИЙ:

1.Составьте кинетические уравнения для следующих реакций:

А) H 2 +I 2 =2HI;

Б) 2 Fe + 3CI 2 = 2 FeCI 3 .

2. Как изменится скорость реакции, имеющей кинетическое уравнение

концентрацию вещества А увеличить в 3 раза;

САМОПРОВЕРКА.

Решение. Подставим соответствующие данные в кинетическое уравнение, сравним скорости реакций.

скорость реакции увеличится в 9 раз.

4. ДЕЙСТВИЕ КАТАЛИЗАТОРА

Обсуждение вопросов:

1.Что такое катализатор и каталитические реакции?

2. Приведите примеры известных вам каталитических реакций из органической и неорганической химии. Укажите названия веществ – катализаторов.

3. Выскажите предположение о механизме действия катализаторов (на основе теории столкновений).

4. Каково значение каталитических реакций?

5.ПОВЕРХНОСТЬ СОПРИКОСНОВЕНИЯ РЕАГИРУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ.

Скорость реакции увеличивается благодаря:

Увеличению площади поверхности соприкосновения реагентов (измельчение);

Повышению реакционной способности частиц на поверхности образующихся при измельчении микрокристаллов;

Непрерывному подводу реагентов и хорошему отводу продуктов с поверхности, где идёт реакция.

Фактор связан с гетерогенными реакциями, которые протекают на поверхности соприкосновения реагирующих веществ: газ - твердое вещество, газ - жидкость, жидкость - твердое вещество, жидкость - другая жидкость, твердое вещество - другое твердое вещество, при условии, что они не растворимы друг в друге.

Приведите примеры гетерогенных реакций.

ВЫВОДЫ ПО ТЕМЕ УРОКА

Химические реакции протекают с различными скоростями. Величина скорости реакции зависит от объёма в гомогенной системе и от площади соприкосновения реагентов – в гетерогенной.

На пути всех частиц, вступающих в химическую реакцию, имеется энергетический барьер, равный энергии активации Eа.

Скорость реакции зависит от факторов :

Природа реагирующих веществ;

Температура;

Концентрация реагирующих веществ;

Действие катализаторов;

Поверхность соприкосновения реагирующих веществ (в гетерогенных реакциях).

ВЫВОДЫ ПО ТЕМЕ УРОКА

Величина энергии активации веществ – это фактор, посредством которого сказывается влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции. Чем меньше энергия активации, тем больше эффективных соударений реагирующих частиц.

При увеличении температуры на 10º С общее число активных соударений увеличивается в 2-4 раза.

Чем больше концентрации реагентов, тем больше соударений реагирующих частиц, а среди них и эффективных соударений.

Катализатор изменяет механизм реакции и направляет её по энергетически более выгодному пути с меньшей энергией активации. Ингибитор замедляет ход реакции.

Гетерогенные реакции протекают на поверхности соприкосновения реагирующих веществ. Нарушение правильной структуры кристаллической решётки приводит к тому, что частицы на поверхности образующихся микрокристаллов значительно реакционноспособнее, чем те же частицы на «гладкой» поверхности.

Химическая кинетика - один из сложных разделов химии. Данная презентация помогает обучающимся усвоить первичные понятия, систематизировать более сложный материал и потренироваться в решении типовых вопросов, входящих в систему ЕГЭ.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

« C корость химических реакций». Тема урока:

Химическая кинетика – раздел химии, изучающий скорость и механизм химических реакций.

Системы: Гомогенные (однородные) – системы, в которых не видна поверхность раздела между компонентами. Газовые смеси, растворы. Гетерогенные (неоднородные) – системы, в которых видна поверхность раздела между компонентами. Тв. в-во + тв. в-во, газ + тв. в-во, жидкость + тв. в-во.

Реакции: Гомогенные – реакции, протекающие в гомогенных системах. Протекают во всем объеме системы. Гетерогенные – реакции, протекающие в гетерогенных системах. Протекают на границе раздел фаз.

Скорость химической реакции - изменение концентрации одного из реагирующих веществ за единицу времени в единице объёма. + c 2 – c 1 + ∆c − t 2 – t 1 − ∆ t C – концентрация, в моль / л t – время, в секундах  = = МОЛЬ Л ∙ С

Молярная концентрация – показывает количество молей вещества, находящееся в 1 литре. С = n / V [ C ] = [ моль/л ]

Задание 1. 1 .В сосуде объёмом 5 литров находится 1 моль водорода. Рассчитайте молярную концентрацию водорода. 2 . В растворе объёмом 2 л содержится 392 грамма серной кислоты. Рассчитайте молярную концентрацию раствора.

Изменение концентрации реагирующего вещества во времени С Концентрацця Время С 1 С 2 t 1 t 2 ∆ c ∆ t  = ∆ c ∆ t

Факторы, влияющие на скорость реакции 1. Концентрация реагирующих веществ. 2.Температура. 3. Природа реагирующих веществ. 4. Площадь соприкосновения реагирующих веществ. 5. Катализатор.

Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость реакции. Чем больше концентрация реагирующих веществ, тем чаще сталкиваются частицы веществ, а значит скорость реакции увеличивается.

Закон действия масс: скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степени стехиометрических коэффициентов. Гульдберг, Вааге, 1867г.

m А + nB = A m B n  = k ٠ С А m ٠ C B n k – константа скорости реакции: k =  , при с А = с в = 1 моль/л при с А ٠ с в = 1 моль/л k – зависит от природы реагирующих веществ и от t

Запишите выражение ЗДМ для реакций: 2СО + О 2 = 2СО 2 N 2 + 3H 2 = 2NH 3 4P + 5O 2 = 2P 2 O 5  = k ٠ [ СО ] 2 ∙ [ О 2 ]  = k ٠ ∙ 3  = k ٠ 5

Расчетные задачи: 2. Во сколько раз необходимо повысить давление в системе: N 2(г) + 3 H 2(г)  2 NH 3(г) , чтобы повысить скорость прямой реакции в 256 раз? В системе: 4NH 3(г) + 3O 2(г)  2N 2(г) + 6H 2 O (г) концентрацию аммиака повысили с 0,3 моль/л до 0,6 моль/л, а концентрацию кислорода понизили с 0,4 моль/л до 0,1 моль/л. Как изменилась скорость реакции?

Температура. Правило Вант-Гоффа: при повышении температуры на каждые 10 0 С скорость большинства реакций увеличивается в 2 – 4 раза. t 2 – t 1 10 Ү – температурный коэффициент, который показывает, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении t на 10 0 С.  2 =  1 ٠ Ү

Расчетные задачи: Как изменится скорость некоторой реакции при уменьшении температуры 30 0 С до 0 0 С, если температурный коэффициент равен 2? При температуре 20 0 С скорость реакции равна 2,7 моль/л.с. Чему равна скорость реакции при температуре 0 0 С, если температурный коэффициент равен 3?

Влияние температуры на скорость реакции. При повышении температуры, увеличивается скорость движения частиц, поэтому они чаще сталкиваются, а значит скорость реакции возрастает.

Влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции. 2К+2Н 2 О=2КОН+Н 2 2Н 2 +О 2 =2Н 2 О

Влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции. Са+2Н 2 О=Са(ОН) 2 +Н 2

Влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции. Чем активнее вещество, тем скорость реакции с его участием больше.

Взаимодействие металлов с кислотами Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2  1 Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2  2 Cu + 2HCl = реакция невозможна  1 >  2 Zn активнее Fe , а Cu малоактивный металл

Влияние площади соприкосновения реагирующих веществ на скорость реакции. 1. Скорость гетерогенных реакций зависит от площади соприкосновения веществ. 2. Гетерогенные реакции идут только на поверхности раздела реагирующих веществ. 3. Скорость гетерогенной реакции: ∆ n ∆ t ∙ S  гетерог. =

Влияние площади соприкосновения реагирующих веществ на скорость реакции. Чем больше поверхность соприкосновения веществ, тем больше скорость реакции.

Влияние катализатора на скорость реакции. Катализаторами называются вещества, изменяющие скорость химических реакций. Химические реакции, протекающие при участии катализаторов, называют каталитическими. Сам катализатор в реакциях не расходуется и в конечные продукты не входит.

Влияние катализатора на скорость реакции. С 12 Н 22 О 11 + 12О 2 = 12СО 2 +11Н 2 О

Механизм каталитических реакций Для реакции: А + В = АВ Механизм: Катализатор взаимодействует с исходным веществом: А + К = АК Промежуточное соединение взаимодействует с другим исходным веществом: АК + В = АВ + К Суммарное уравнение: А + В = АВ

Как необходимо изменить условия в системе: 2 SO 2(г) + O 2(г)  2 SO 3(г) + Q , находящейся в равновесии, чтобы добиться максимальной концентрации оксида серы (IV)? Как сместится равновесие в системе: 2 H 2 S (г) + SO 2(г)  2 H 2 O (г) + 3 S (т) + Q , если: а) повысить температуру; б) понизить дав-ление; в) ввести катализатор; г) повысить концентрацию сероводорода; д) понизить концентрацию оксида серы (IV).

Домашнее задание: 1. Учить теорию и определения. 2. Письменно: О. стр 31 №48 записать выражение ЗДМ для реакций: 2 SO 2 + O 2 = 2SO 3 4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O 2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O

Итак, мы видим, что для протекания химической реакции молекулы исходных веществ должны сначала преодолеть активационный барьер Еа. Таким образом, активационный барьер может являться препятствием для самопроизвольного протекания даже очень "выгодных" с энергетической точки зрения экзотермических реакций. Например, если бы не было активационного барьера, реакция горения метана в кислороде начиналась бы сразу после соприкосновения метана с воздухом. В этом случае не только природный газ (в нем 95% метана), но и нефть, бензин, уголь, бумагу, одежду, мебель, деревянные постройки и все, что в принципе может гореть, пришлось бы тщательно изолировать от воздуха. К счастью, на пути самопроизвольного протекания этих экзотермических реакций стоит активационный барьер Еа. Когда мы подносим горящую спичку к открытой конфорке газовой плиты, мы заставляем какую-то часть молекул метана и кислорода "перескочить" активационный барьер, не преодолимый при комнатной температуре. В дальнейшем энергия активации для взаимодействия все новых и новых молекул метана и кислорода черпается уже из тепла самой экзотермической реакции.

Подписи к слайдам:

Скорость химической реакции

Задачи исследования: 1. Дать определение понятию скорости химической реакции. 2. Экспериментально выявить факторы, влияющие на скорость химической реакции.

Идут во всём объёме 2СО (г) + О 2(г) = 2СО 2(г) 2HBr (г) ↔H 2(г) + Br 2(г) NaOH (р) + HCl (р) = NaCl (р) +H 2 O (ж) F (тв) + S (тв) = FeS (тв) Идут на поверхности раздела фаз CaCO 3(тв) ↔CaO (тв) + CO 2(г) CO 2(г) +С (тв) = 2СО (г) 4H 2 O (ж) +3Fe (тв) ↔4H 2(г) +Fe 3 O 4(тв) Классификация реакций по фазовому составу

Средняя скорость гомогенной реакции Скорость гомогенной реакции определяется изменением концентрации одного из веществ в единицу времени υ = -/+ ΔC Δt моль л · с

Средняя скорость гетерогенной реакции - определяется изменением количества вещества, вступившего в реакцию или образовавшегося в результате реакции за единицу времени на единице поверхности Взаимодействие происходит только на поверхности раздела между веществами S – площадь поверхности

Факторы, влияющие на скорость химической реакции Природа реагирующих веществ Концентрация Температура Катализатор, ингибитор Площадь соприкосновения Реакция происходит при столкновении молекул реагирующих веществ, её скорость определяется количеством столкновений и их силой (энергией)

Природа реагирующих веществ Реакционная активность веществ определяется: характером химических связей скорость больше у веществ с ионной и ковалентной полярной связью (неорганические вещества) скорость меньше у веществ с ковалентной малополярной и неполярной связью (органические вещества) υ (Zn + HCl = H 2 + ZnCl 2) > υ (Zn + CH 3 COOH = H 2 + Zn(CH3COO) 2 их строением скорость больше у металлов, которые легче отдают электроны (с большим радиусом атома) скорость больше у неметаллов, которые легче принимают электроны (с меньшим радиусом атома) υ (2K + 2 H 2 O = H 2 + 2KOH) > υ (2Na + 2 H 2 O = H 2 + 2NaOH)

Якоб Вант-Гофф (1852-1911) Температура повышает количество столкновений молекул. Правило Вант-Гоффа (сформулировано на основании экспериментального изучения реакций) В интервале температур от 0 ° С до 100 ° С при повышении температуры на каждые 10 градусов скорость химической реакции возрастает в 2-4 раза: Правило Вант-Гоффа не имеет силу закона. Лабораторная техника была несовершенна, поэтому: оказалось, что температурный коэффициент в значительном температурном интервале непостоянен невозможно было изучать как очень быстрые реакции (протекающие за миллисекунды), так и очень медленные (для которых требуются тысячи лет) реакции с участием больших молекул сложной формы (например, белков) не подчиняются правилу Вант-Гоффа v = v 0 ·  ∆ τ /10 - температурный коэффициент Вант-Гоффа

Концентрация Для взаимодействия веществ их молекулы должны столкнуться. Число столкновений пропорционально числу частиц реагирующих веществ в единице объёма, т.е. их молярным концентрациям. Закон действующих масс: Скорость элементарной химической реакции пропорциональна произведению молярных концентраций реагирующих веществ, возведённых в степени равные их коэффициентам: 1867 г. К.Гульдберг и П.Вааге сформулировали закон действующих масс a A + b B  d D + f F v = k · c (A) a · c (B) b k - константа скорости реакции (v = k при c (A) = c (B) = 1 моль / л)

Площадь соприкосновения Скорость гетерогенной реакции прямо пропорциональна площади поверхности соприкосновения реагентов. При измельчении и перемешивании увеличивается поверхность соприкосновения реагирующих веществ, при этом возрастает скорость реакции Скорость гетерогенной реакции зависит от: а) скорости подвода реагентов к границе раздела фаз; б) скорости реакции на поверхности раздела фаз, которая зависит от площади этой поверхности; в) скорости отвода продуктов реакции от границы раздела фаз.

Профильный уровень На “3”- §13 с.126-139, упр. 1, с. 140. На “4”- §13 с.126-139,упр.1,2, с.140. На “5”- §13 с.126-139,упр.4,5, с.140. Базовый уровень На “3”- §12 с.49-55, упр. 5, с. 63. На “4”- §12 с. 49-55, задача 1 , с.63. На “5”- §12 с. 49-55,задача 2, с.63.

Продолжите фразу: “Сегодня на уроке я повторила…” “Сегодня на уроке я узнала…” “Сегодня на уроке я научилась…”

http://www.hemi.nsu.ru/ucheb214.htm http://www.chem.msu.su/rus/teaching/Kinetics-online/welcome.html О.С.Габриелян. Химия. 11 класс. Базовый уровень. Учебник для общеобразовательных учебных заведений, М., Дрофа, 2010 И.И.Новошинский, Н.С.Новошинская. Химия. 10 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений, М., «ОНИКС 21 век»; «Мир и Образование», 2004 О.С.Габриелян, Г.Г.Лысова, А.Г.Введенская. Настольная книга учителя химии. 11 класс. М., Дрофа. 2004 К.К.Курмашева. Химия в таблицах и схемах. М., «Лист Нью ». 2003 Н.Б.Ковалевская. Химия в таблицах и схемах. М., « Издат-школа 2000». 1998 П.А.Оржековский, Н.Н.Богданова, Е.Ю.Васюкова.Химия. Сборник заданий. М.» Эксмо », 2011 Фотографии: http://www.google.ru/ Литература:

Спасибо за урок!

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Разноуровневая групповая работа по вариантам по теме "Скорость химической реакции. Химическое равновесие"....

Урок создан в модульной технологии на украинском языке. Урок сопровождается презентацией, которая прилагается....

Обобщающий урок по теме «Скорость химических реакций. Химическое равновесие». Цель: Обобщение теоретических знаний учащихся о скорости химической реакции, факторах, влияющих на скоро...

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации МЕДИКО-ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ История развития аналитической химии Выполнила: Давлетшина Гульназ Р группа

Аналитическая химия наука о методах определения химического состава вещества и его структуры. Однако это определение КС представляется исчерпывающим. Предметом аналитической химии являются разработка методов анализа и их практическое выполнение, а также широкое исследование теоретических основ аналитических методов. Сюда относится изучение форм существования элементов и их соединений в различных средах и агрегатных состояниях, определение состава и устойчивости координационных Соединений, оптических, электрохимических и других характеристик вещества, исследование скоростей химических реакций, определение метрологических характеристик методов и т. д. Существенная роль отводится поискам принципиально новых методов анализа и использованию в аналитических целях современных достижений науки и техники.

В зависимости от поставленной задачи, свойств анализируемого вещества и других условий состав веществ выражается по-разному. Химический состав вещества может быть охарактеризован Массовой долей (%) элементов или их оксидов или других соединений, а также содержанием реально присутствующих в пробе индивидуальных химических соединений или фаз, изотопов и т. д. Состав сплавов обычно выражают массовой долей (%) составляющих цементов; состав горных пород, руд, минералов и т. д. содержанием элементов в пересчете на какие-либо их соединения, чаще всего на оксиды.

Теоретическую основу аналитической химии составляют фундаментальные законы естествознания, такие, как периодический закон Д. И. Менделеева, законы сохранения массы вещества и энергии, постоянства состава вещества, действующих масс и др. Аналитическая химия тесно связана с физикой, неорганической, органической, физической и коллоидной химией, электрохимией, химической термодинамикой, теорией растворов, метрологией, теорией информации и многими другими науками.

Аналитическая химия имеет важное научное и практическое значение. Почти все основные химические законы были открыты с помощью методов этой науки. Состав различных материалов, изделий, руд, минералов, лунного грунта, далеких планет и других небесных тел установлен методами аналитической химии, открытие целого ряда элементов периодической системы оказалось возможным благодаря применению точных методов аналитической химии. Значение аналитической химии

Многие практические приемы аналитической химии и аналитические методики были известны в глубокой древности. Это, прежде всего пробирное искусство, или пробирный анализ, который выполнялся «сухим» путем, т. е. без растворения пробы и использования растворов. Методами пробирного анализа контролировали чистоту благородных металлов и устанавливали их содержание в рудах, сплавах и т. д. Техника выполнения пробирного анализа воспроизводила в лабораторных условиях производственный процесс получения драгоценных металлов. Эти методы анализа применялись в Древнем Египте и Греции, были они известны и в Киевской Руси. Практическое значение реакций в растворе было в то время невелико. Основные этапы развития аналитической химии

Развитие промышленности и различных производств к середине XVII в. потребовало новых методов анализа и исследования, поскольку пробирный анализ уже не мог удовлетворить потребностей химического и многих других производств. К этому времени к середине XVII в. относят обычно зарождение аналитической химии и формирование самой химии как науки. Определение состава руд, минералов и других веществ вызывало очень большой интерес, и химический анализ становится в это время основным методом исследования в химической науке. Р. Бойль () разработал общие понятия о химическом анализе. Он заложил основы современного качественного анализа «мокрым» путем, т. е. проведением реакций в растворе, привел и систему известные в то время качественные реакции и предложил несколько новых (на аммиак, хлор и др.), применил лакмус для обнаружения кислот и щелочей и сделал другие важные открытия.

М. В. Ломоносов () впервые стал систематически применять весы при изучении химических реакций. В 1756 г. он экспериментально установил один из основных законов природы закон сохранения массы вещества, составивший основу количественного анализа и имеющий огромное значение для всей науки. М. В. Ломоносов разработал многие приемы химического анализа и исследования, не потерявшие значения до наших дней (фильтрование под вакуумом, операции гравиметрического анализа и т. д.). К заслугам М. В. Ломоносова в области аналитической химии относится создание основ газового анализа, применение микроскопа для проведения качественного анализа по форме кристаллов, что в дальнейшем привело к развитию микрокристаллоскопического анализа, конструирование рефрактометра и других приборов. Результаты собственных исследований и опыт химика- исследователя, аналитика и технолога М. В. Ломоносов обобщил в книге «Первые основания металлургии или рудных дел» (1763), оказавшей огромное влияние на развитие аналитической химии и смежных областей, а также металлургии и рудного дела.

Применение точных методов химического анализа позволило определить состав многих природных веществ и продуктов технологической переработки, установить ряд основных законов химии. А. Л. Лавуазье () определил состав воздуха, воды и других веществ и разработал кислородную теорию горения. Опираясь на аналитические данные, Д. Дальтон () развил атомистическую теорию вещества и установил законы постоянства состава и кратных отношений. Ж. Л. Гей-Люссак () и А. Авогадро () сформулировали газовые законы.

М. В. Севергин () предложил колориметрический анализ, основанный на зависимости интенсивности окраски раствора от концентрации вещества, Ж. Л. Гей-Люссак разработал титриметриче-ский метод анализа. Эти методы вместе с гравиметрическим составили основу классической аналитической химии и сохранили свое значение до настоящего времени. Аналитическая химия, обогащаясь новыми методами, продолжала развиваться и совершенствоваться. В конце XVIII в. Т. Е. Ловиц (), развивая идеи М. В. Ломоносова, создал микрокристаллоскопический анализ метод качественного анализа солей по форме их кристаллов.

В конце XVIII и в XIX вв. трудами многих ученых Т. У. Бергмана (), Л. Ж. Тенара (), К. К. Клауса () и др. был создан систематический качественный анализ. В соответствии с разработанной схемой из анализируемого раствора действием групповых реактивов осаждали определенные группы элементов, а затем внутри этих групп проводили открытие отдельных элементов. Эту работу завершил К. Р. Фрезениус (), который написал учебники по качественному и количественному анализу и основал первый журнал по аналитической химии (Zeitschrift fur analytische Chemie, в настоящее время Fresenius Z. anal. Chem.). В это же время И. Я. Берцелиусом () и Ю. Либихом () были усовершенствованы и развиты методы анализа органических соединений на содержание основных элементов С, Н, N и др. Заметно прогрессирует титриметрический анализ появляются методы йодометрии, перманганатометрии и др. Важное открытие делают в гг. Р. В. Бунзен () и Г. Р. Кирхгоф (). Они предлагают спектральный анализ, который становится одним из основных методов аналитической химии, непрерывно развивающимся до настоящего времени.

Огромное влияние на развитие химии и других наук оказало открытие в 1869 г. Д. И. Менделеевым () периодического закона, а «Основы химии» Д. И. Менделеева стали основой и при изучении аналитической химии. Большое значение имело также создание А. М. Бутлеровым теории строения органических соединений. Значительное влияние на формирование аналитической химии и ее преподавание оказала вышедшая в 1871 г. «Аналитическая химия» А. А. Меншуткина (), выдержавшая 16 изданий в нашей стране и переведенная на немецкий и английский языки. В 1868 г. по инициативе Д.И. Менделеева и Н. А. Меншуткина при Петербургском университете было учреждено Русское химическое общество, которое с 1869 г. стало издавать свой журнал. Создание научного химического общества и выпуск журнала благотворно сказались на развитии отечественной химии и аналитической химии в частности.

Специальным разделом химии стал разработанный Н. С. Курнаковым () физико-химической анализ, основанный на изучении диаграмм «состав свойство». Метод физико-химического анализа позволяет устанавливать состав и свойства соединений, образующихся в сложных системах, по зависимости свойства системы от ее состава без выделения индивидуальных соединений в кристаллическом или ином виде.

В 1903 г. М. С. Цвет () предложил хроматографический анализ эффективный способ разделения близких по свойствам соединений, основанный на использовании адсорбционных и некоторых других свойств вещества. В полной мере достоинства этого метода были оценены лишь несколько десятилетий спустя после его открытия. За развитие распределительной хроматографии А. Мартину и Р. Сингу была присуждена Нобелевская премия в 1954 г.

Дальнейшее развитие теории аналитической химии связано с открытием Н. Н. Бекетовым () равновесного характера химических реакций и К. М. Гульдбергом () и II. Вааге () закона действующих масс. С появлением в 1887 г. теории электролитической диссоциации С. Аррениуса () химики-аналитики получили метод эффективного количественного управления химическими реакциями, а успехи химической термодинамики еще больше расширили эти возможности. Существенную роль в развитии научных основ аналитической химии сыграла монография В. Оствальда () «Научные основы аналитической химии в элементарном изложении», вышедшая в 1894 г. Большое значение для развития окислительно- восстановительных методов аналитической химии имели работы Л. В. Писаржевского () и Н. А. Шилова () по электронной теории окислительно- восстановительных процессов.

С 20-х годов XX в. начинают интенсивно развиваться количественный эмиссионный спектральный анализ, абсорбционная спектроскопия. Конструируются приборы с фотоэлектрической регистрацией интенсивности света. В 1925 г. Я. Гейровский () разработал полярографический анализ, за который в 1959 г. ему была присуждена Нобелевская премия. В эти же годы развиваются и совершенствуются хроматографические, радиохимические и многие другие методы анализа. С 1950 г. бурно развивается предложенный Э. Уолшем метод атомно-абсорбционной спектроскопии.

Развитие промышленности и науки потребовало от аналитической химии новых совершенных методов анализа. Возникла необходимость количественных определений примесей на уровне и ниже. Оказалось, например, что содержание так называемых запрещенных примесей (Cd, Pb и др.) в материалах ракетной техники должно быть не выше 10~ 5 %, содержание гафния в цирконии, используемом в качестве конструкционного материала в атомной технике, должно быть меньше 0,01%, а в материалах полупроводниковой техники примеси должны составлять не более 10 %. Известно, что полупроводниковые свойства германия обнаружились только после того, как были получены образцы этого элемента высокой степени чистоты. Цирконий был вначале забракован в качестве конструкционного материала в атомной промышленности на том основании, что сам быстро становился радиоактивным, хотя по теоретическим расчетам этого не должно было быть. Позднее выяснилось, что радиоактивным становился не цирконий, а обычный спутник циркония гафний, находящийся в виде примеси в циркониевых материалах.

Сегодняшний день аналитической химии характеризуется многими изменениями: расширяется арсенал методов анализа, особенно в сторону физических и биологических; автоматизация и математизация анализа; создание приемов и средств локального, неразрушающего, дистанционного, непрерывного анализа; подход к решению задач о формах существования компонентов в анализируемых пробах; появление новых возможностей для повышения чувствительности, точности и экспрессности анализа; дальнейшее расширение круга анализируемых объектов. Широко используют теперь компьютеры, многое делают лазеры, появились лабораторные работы; значительно поднялась роль аналитического контроля, особенно объектов окружающей нас среды. Возрос интерес к методологическим проблемам аналитической химии. Как четко определить предмет этой науки, какое место занимает она в системе научного знания, фундаментальная это наука или прикладная, что стимулирует ее развитие эти и подобные вопросы были предметом многих дискуссий.