Презентация по аналитической химии "аналитические реакции в растворах". Презентация "скорость химических реакций" Скачать презентацию скорость химической реакции
План лекции 1.Химическая кинетика 2.Скорость химических реакций 3.Влияние концентрации на скорость химических реакций 4.Влияние температуры на скорость химических реакций 5.Влияние природы реагирующих веществ на скорость химических реакций 6. Влияние площади соприкосновения на скорость гетерогенных реакций 7. Влияние катализатора на скорость и путь химических реакций 8. Катализаторы в химическом производстве и в биологических объектах
Сущность химических реакций 1)Сущность химических реакций сводится к разрыву связей в исходных веществах и возникновению новых связей в продуктах реакции. 2)Общее число атомов каждого химического элемента до и после реакции остаётся постоянным. 3)Образование связей происходит с выделением энергии, а разрыв связей – с поглощением энергии.
Для гомогенных реакций Под скоростью химической реакции понимают изменение концентрации одного из реагирующих веществ в единицу времени при неизменном объёме. c 2 – c 1 c t 2 – t 1 t с - изменение концентрации, моль/л t – изменение времени, с v = -= МОЛЬ Л * С
Концентрация реагирующих веществ Закон действующих масс (ЗДМ) : скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ. Для реакции: mА + nB = A m B n ЗДМ: v = k٠С А m ٠C B n k – константа скорости реакции: k = v, при с А = с в = 1 моль/л или при с А ٠ с в = 1 моль/л k – зависит от природы реагирующих веществ и от t
Температура Правило Вант-Гоффа: при изменении температуры на каждые 10 0 С скорость большинства реакций изменяется в 2 – 4 раза. t 2 – t 1 10 – температурный коэффициент, который показывает, во сколько раз изменяется скорость реакции при изменении t на 10 0 С v 2 = v 1 ٠
Физический смысл температурного коэффициента Если температурный коэффициент равен 3, это значит, что скорость реакции возрастает в 3 раза, при повышении температуры на 10 0 С. При увеличении температуры ещё на 10 0 С, скорость реакции возрастёт в 3 2 =9 раз.
Площадь соприкосновения реагирующих веществ Скорость гетерогенных реакций зависит от площади соприкосновения веществ. Гетерогенные реакции идут только на поверхности раздела реагирующих веществ. Скорость гетерогенной реакции выражается формулой: t * S V гетерог. = МОЛЬ м 2 * С
Влияние катализатора на путь химической реакции бутадиен-1,3 этилацетат ацетальдегид этилен диэтиловый эфир
Таблица Менделеева уже снится Вам в страшных снах? А уравнения реакций образовали в голове не чистые растворы, а абсолютный хаос? Не стоит раньше времени беспокоиться! Химия - наука непростая и точная, требует внимания для ее понимания, а в учебниках часто пишут непонятными текстами, которые все усложняют. На помощь Вам придут презентации по химии - информативные, структурированные и простые. Вы не просто будете знать все формы, которые может принимать вода, но и сможете увидеть их и точно запомнить. Отныне формулы и уравнения будут для вас понятными, а решения задач не будет создавать проблем. Кроме того, яркой презентацией Вы легко поразите одноклассников и учителя, что позволит Вам получить наивысшие баллы на уроке. Ваши знания по химии будут блестящими, и презентации по химии, которые можно скачать бесплатно на нашем ресурсе, станут ювелирами в огранке Ваших знаний.
Прекрасными компаньонами в изучении естественных дисциплин станут также презентации по биологии: связь этих смежных великих наук трудно проигнорировать.
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Скорость химических реакций Химическая кинетика изучает скорость и механизмы химических реакций
Гомогенные и гетерогенные системы Гетерогенные системы Фаза – совокупность всех гомогенных частей системы, одинаковых по составу и по всем физическим и химическим свойствам и отграниченных от других частей системы поверхностью раздела. Гомогенные системы состоят из одной фазы
Скорость химических реакций (для гомогенных систем) A + B = D + G C 0 = 0 ,5 моль/л C 1 = 5 моль/л t = 10 c
Скорость химических реакций (для гомогенных систем) A + B = D + G C 0 = 2 моль/л C 1 = 0,5 моль/л t = 10 c (для гетерогенных систем)
Факторы, от которых зависит скорость реакции Природа реагирующих веществ Концентрация веществ в системе Площадь поверхности (для гетерогенных систем) Температура Наличие катализаторов Опыт: влияние концентрации Опыт: щелочные металлы реагируют с водой Рубидий и цезий с водой
Влияние температуры Правило Вант-Гоффа При нагревании системы на 10 ˚С скорость реакции возрастает в 2-4 раза - температурный коэффициент Вант-Гоффа Якоб Вант-Гофф (1852-1911)
Катализ Йенс Якоб Берцелиус ввел термин « катализ » в 1835 г. Катализатор – вещество, изменяющее скорость реакции, участвует в промежуточных стадиях реакции, но не входит в состав продуктов реакции. 2SO 2 (г.) + O 2 (г.) 2SO 3 (г.) 2) SO 2 (г.) + NO 2 (г.) SO 3 (г.) + NO (г.) 1) 2 NO (г.) + O 2 (г.) 2NO 2 (г.) Вильгельм Оствальд 1909 г. – Нобелевская премия «в признание работ по катализу»
Механизм разложения пероксида водорода 2 H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 (1) H 2 O 2 = H + + HO 2 - (2) HO 2 - + H 2 O 2 = H 2 O + O 2 + OH - (3) OH - + H + = H 2 O Посмотрите опыт «Разложение пероксида водорода» Перейти к теме «катализ»
Разложение H 2 O 2 в присутствии Fe 3+ H 2 O 2 = H + + HO 2 - HO 2 - + Fe 3+ = Fe 2+ + HO 2 HO 2 + Fe 3+ = Fe 2+ + O 2 + H + Fe 2+ + H 2 O 2 = Fe 3+ + OH + OH - OH + H 2 O 2 = H 2 O + HO 2 Fe 2+ + HO 2 = Fe 3+ + HO 2 - OH - + H + = H 2 O . . . . . . Сравните с механизмом без участия катализатора
17 белых верблюдов Кай Линдерстрём-Ланг (1896-1959) Притча о катализе + 1 черный верблюжонок 1/2 1/3 1/9 18 9 6 2 17 + 1 черный верблюжонок
Терминология Катализ, катализатор Ингибитор Промоторы Каталитические яды Гомогенный и гетерогенный катализ Ферменты
Особенности ферментативного катализа Высокая избирательность и специфичность катализатора Жесткие требования к условиям протекания реакций Классификация ферментов Оксиредуктазы Трансферазы Гидролазы Лиазы Изомеразы Лигазы (синтетазы)
Теперь к вопросам ЕГЭ!
A20-2008-1 На скорость химической реакции между раствором серной кислоты и железом не оказывает влияния 1) концентрация кислоты 2) измельчение железа 3) температура реакции 4) увеличение давления
A20-2008-2 Для увеличения скорости химической реакции Mg (тв.) + 2 H + = Mg 2+ + H 2 (г.) необходимо 1) добавить несколько кусочков магния 2) увеличить концентрацию ионов водорода 3) уменьшить температуру 4) увеличить концентрацию ионов магния
A20-2008-3 C наибольшей скоростью при обычных условиях протекает реакция 1) 2 Ba + O 2 = 2BaO 2) Ba 2+ + CO 3 2- = BaCO 3 ↓ 3) Ba + 2H + = Ba 2+ + H 2 4) Ba + S = BaS
A20-2008-4 Для увеличения скорости реакции 2CO + O 2 = 2CO 2 + Q необходимо 1) увеличить концентрацию CO 2) уменьшить концентрацию О 2 3) понизить давление 4) понизить температуру
A20-2008- 5 Для увеличения скорости реакции Zn (тв.) + 2 H + = Zn 2+ + H 2 (г.) необходимо 1) уменьшить концентрацию ионов цинка 2) увеличить концентрацию ионов водорода 3) уменьшить температуру 4) увеличить концентрацию ионов цинка
1) Zn + HCl (5%p-p) 2) Zn + HCl (10%p-p) 3) Zn + HCl (20%p-p) 4) NaOH (5% p-p) + HCl (5% p-p) С наибольшей скоростью при обычных условиях протекает реакция
План: Скорость химической реакции Гетерогенные и гомогенные реакции Зависимость скорости реакции от различных факторов: – Природа реагирующих веществ – Концентрация веществ – Площадь соприкосновения веществ – Температура – Присутствие катализаторов или ингибиторов
Скорость реакции определяется изменением количества 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;
Задача на применение знаний по «Скорости химических реакций» Химическая реакция протекает в растворе, согласно уравнению: А+В = С. Исходные концентрации: вещества А – 0,80 моль/л, вещества В – 1,00 моль/л. Через 20 минут концентрация вещества А снизилась до 0, 74 моль/л. Определите: а) среднюю скорость реакции за этот промежуток времени; б) концентрацию вещества В через 20 мин.
Самопроверка. Дано: С (А) 1 = 0,80 моль/л С (В) 1 = 1,00 моль/л С (А) 2 = 0,74 моль/л = 20 мин Найти. а) гомоген =? б) С (В) 2 =? Решение: а) определение средней скорости реакции в растворе производится по формуле: б) определение количеств реагирующих веществ: А + В = С По уравнению 1 моль 1 моль По условию 0,06 моль 0,06 моль Количества прореагировавших веществ. Следовательно, С(В) 2 = С(В) 1 - С = 1,00 -0,06=0,94моль/л Ответ: гомоген. = 0,003 моль/л С(В) 2 = 0,94 моль/л
Теория столкновений. Основная идея теории: 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». Для этого частицы должны обладать достаточной энергией. Минимальный избыток энергии, необходимый для эффективного соударения частиц реагентов, называется энергией активации Еа. Величина энергии активации веществ – это фактор, посредством которого сказывается влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции.
Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Природа реагирующих веществ HCl укс. кислота +Zn +Zn V 1 > V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция. V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция."> V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция."> V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Природа реагирующих веществ HCl укс. кислота +Zn +Zn V 1 > V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция."> title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Природа реагирующих веществ HCl укс. кислота +Zn +Zn V 1 > V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция.">
2. Концентрации 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.
Закон действующих масс. Гульдберг (). Норвежский физикохимик. П. Вааге (). Норвежский ученый. V=k c A a c B b Скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях равных их коэффициентам в уравнении реакции.
Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Концентрация реагирующих веществ НCl 10% HCl 20% +Zn +Zn v 1
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.
3.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.
V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Площадь соприкоснове ния реагирующих веществ Fe (порошок) Fe (кнопка) + НCl + НCl V 1 > V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции." class="link_thumb"> 23 Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Площадь соприкоснове ния реагирующих веществ Fe (порошок) Fe (кнопка) + НCl + НCl V 1 > V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции. V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции."> V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции."> V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Площадь соприкоснове ния реагирующих веществ Fe (порошок) Fe (кнопка) + НCl + НCl V 1 > V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции."> title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Площадь соприкоснове ния реагирующих веществ Fe (порошок) Fe (кнопка) + НCl + НCl V 1 > V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции.">
4. Температура При увеличении температуры на каждые 10° С общее число столкновений увеличивается только на ~ 1,6 %, а скорость реакции увеличивается в 2-4 раза (на %). Число, показывающее, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 10° С, называют температурным коэффициентом.
Правило Вант-Гоффа Я. Вант-Гофф (). Голландский химик. Один из основателей физической химии и стереохимии При повышении температуры на каждые 10 С скорость реакции увеличивается в 2-4 раза.
Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Температура Al Al + НCl + НCl +t V 1 > V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается. V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается."> V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается."> V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Температура Al Al + НCl + НCl +t V 1 > V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается."> title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Температура Al Al + НCl + НCl +t V 1 > V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается.">
5. Действие катализатора Можно изменить скорость реакции, используя специальные вещества, которые изменяют механизм реакции и направляют ее по энергетически более выгодному пути с меньшей энергией активации. Катализаторы – это вещества, участвующие в химической реакции и увеличивающие ее скорость, но по окончании реакции остающиеся неизменными качественно и количественно. Ингибиторы – вещества, замедляющие химические реакции. Изменение скорости химической реакции или ее направления с помощью катализатора называют катализом.
Различают два вида катализа: Гомогенный катализ, при котором и катализатор, и реагирующие вещества находятся в одном агрегатном состоянии (фазе). – Например, ферментативно-каталитические реакции в клетках организма проходят в водном растворе. Гетерогенный катализ, при котором катализатор и реагирующие вещества находятся в разных фазах. – Например, разложение пероксида водорода в присутствии твердого катализатора оксида марганца(IV): MnO 2 (т) 2H 2 O 2 (ж) 2H 2 O(ж) + O 2 (г)
V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Присутствие некоторых веществ H 2 O 2 H 2 O 2 +MnO 2 V 1 > V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции." class="link_thumb"> 31 Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Присутствие некоторых веществ H 2 O 2 H 2 O 2 +MnO 2 V 1 > V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции. V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции."> V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции."> V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Присутствие некоторых веществ H 2 O 2 H 2 O 2 +MnO 2 V 1 > V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции."> title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Присутствие некоторых веществ H 2 O 2 H 2 O 2 +MnO 2 V 1 > V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции.">
Слайд 1
Слайд 2
Слайд 3
Слайд 4
Слайд 5
Слайд 6
Слайд 7
Слайд 8
Слайд 9
Слайд 10
Слайд 11
Презентацию на тему "Скорость химических реакций" можно скачать абсолютно бесплатно на нашем сайте. Предмет проекта: Химия. Красочные слайды и иллюстрации помогут вам заинтересовать своих одноклассников или аудиторию. Для просмотра содержимого воспользуйтесь плеером, или если вы хотите скачать доклад - нажмите на соответствующий текст под плеером. Презентация содержит 11 слайд(ов).
Слайды презентации
Слайд 1
Слайд 2
Определение:
Скорость химической реакции – это изменение количества реагирующего вещества в единицу времени в единице объёма.
r – скорость химической реакции, V – объём м3, Dv – количество вещества в молях, Dt – промежуток времени сек., DС – молярная концентрация (Dv/ V)
Слайд 3
Пояснение:
Иными словами, скорость реакции – это изменение концентрации одного из реагирующих веществ в единицу времени.
В реакции: N2+3H2=2NH3 , 1 моль N2 вступает в реакцию с 3 молями H2 и получается 2 моля NH3 . =с
Таким образом, скорость химической реакции можно вычислить по любому участнику реакции на основании коэффициентов уравнения реакции
Слайд 4
Скорость реакции, факторы:
Фактор внутренних химических связей: Природа реагирующих веществ (прочность химических связей в веществе) def: химическая реакция – процесс перераспределения химических связей между атомами, в результате которого образуются новые вещества. Чем прочнее внутренние химические связи в веществе, тем труднее оно вступает в реакцию.
Слайд 5
Фактор температуры (энергии активации): def: Энергия активации – энергия промежуточного состояния, выше которого суммарная энергия реагирующих частиц больше энергии ещё не вступивших в реакцию реагентов. В промежуточном состоянии старые химические связи уже разорваны, а новые, пока ещё не образованы. Для реакций, происходящих при в диапазоне 273-373 градусов кельвина, выполняется правило Вант-Гоффа: при повышении температуры на 10 градусов – скорость реакции увеличивается в 2-4 раза.
Слайд 7
Фактор Катализатора: def: Катализатор – промежуточный реагент, понижающий энергию активации химической реакции, за счёт образования промежуточных соединений с меньшими затратами энергии. def: Катализатор - вещества или внешние воздействия (например ультразвук или ионизирующие излучения), которые ускоряют различные химические и физические процессы (например полимеризация) в заданном направлении. Основная функция катализатора - образовывать с исходными веществами более реакционно-способные промежуточные соединения и комплексы, позволяющие снизить энергию активации химической реакции.
Слайд 8
Фактор Ингибитора: def: Ингибитор - вещество, замедляющие или предотвращающие течение различных химических реакций: окисления, полимеризации, коррозию металлов и др. Например, гидрохинон - ингибитор окисления бензальдегида; соединения технеция - ингибитор коррозии сталей. Основная функция ингибитора - образовывать с исходными веществами менее реакционно-способные промежуточные соединения и комплексы, позволяющие увеличить энергию активации химической реакции.
Слайд 9
Фактор Концентрации (Закон действующих масс) def: Закон действующих масс устанавливает соотношение между массами реагирующих веществ в химических реакциях при равновесии. Закон действующих масс сформулирован в 1864-1867 гг. К. Гульдбергом и П. Вааге. Согласно этому закону скорость, с которой вещества реагируют друг с другом, зависит от их концентрации. Закон действующих масс используют при различных расчетах химических процессов. Он позволяет решить вопрос, в каком направлении возможно самопроизвольное течение рассматриваемой реакции при заданном соотношении концентраций реагирующих веществ, какой выход нужного продукта может быть получен.
Слайд 10
Фактор Концентрации (Закон действующих масс) def: Константа равновесия – постоянная величина, полученная из отношения произведения концентраций продуктов реакции (в степенях их коэффициентов в уравнении реакции) к произведению концентраций реагентов (также в степенях их коэффициентов в уравнении реакции). Данная константа не зависит от исходных концентраций веществ и реакционной смеси. Пример:
