Промоторы- вещества повышающие активность катализаторов

Проектная работа Скорость химической реакции 2015 г. Выполнили: Билисбек Багдат Баракбаева Тогжан Калибекова Асель НИШ ФМН Алматы Содержание : 1. Почему мы выбрали тему “Cкорость химических реакции” ? Мы выбрали эту тему, потому что нам понравилась ее изучать и мы хотим углубить наши знания по химий. Нашей основной задачей является найти связь между информатикой и химией. К тому же мы считаем, что создание программного кода к задачам по химическим реакциям принесет свою пользу нам в будущем и мы можем использовать это в жизни. Знание скорости химической реакции имеет большое практическое значение l позволяет замедлять или ускорять процессы, сопровождающие нас в повседневной жизни: коррозия металлов, хранение продуктов питания и т. д. l При производстве любого вещества от скорости реакции зависят: v Размеры аппаратуры v Количество вырабатываемого продукта Химическая кинетика - это раздел химии, который изучает скорости химических реакций, их зависимость от различных факторов Быстрые химические процессы: взрывы, ионные реакции в растворах, передача нервного импульса Медленные химические процессы: коррозия, фотосинтез, биосинтез белка. Белки обновляются наполовину за 70 суток Неорганическая основа костных тканей за 4-7 лет Скоростью химической реакции называется количество вещества, вступающего в реакцию или образующегося при реакции за единицу времени в единице объема системы.

Количество вещества выражают в МОЛЯХ, а объем в ЛИТРАХ. В этом случае мы получаем удобную для работы величину - КОНЦЕНТРАЦИЮ вещества в моль/л, которая ИЗМЕНЯЕТСЯ в ходе реакции.

Таким образом, скоростью реакции называют изменение концентрации какого-нибудь вещества, участвующего в реакции, за единицу времени (например, за секунду или за минуту). Отсюда другое определение скорости реакции:

Скоростью химической реакции называется ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ реагента или продукта в единицу времени.

Разницу между тем, что было и тем, что стало, часто обозначают буквой греческого алфавита Δ (дельта) Следовательно, только что приведенное определение математически можно выразить так:

где v - скорость реакции, ΔC - изменение концентрации (в моль/л), а Δτ - интервал времени, в течение которого это изменение произошло (сек). Следовательно, размерность у скорости реакции такая: "моль/л · сек".

Факторы, влияющие на скорость химической реакции-

Реакция происходит при столкновении молекул реагирующих веществ, её скорость определяется количеством столкновений и их силой (энергией)

Природа реагирующих веществ , концентрация, давление, температура, площадь соприкосновения, катализатор, ингибитор

Природа реагирующих веществ

Реакционная активность веществ определяется:

l характером химических связей

v скорость больше у веществ с ионной и ковалентной полярной связью (неорганические вещества)

v скорость меньше у веществ с ковалентной малополярной и неполярной связью (органические вещества)

υ(Zn + HCl = H₂+ ZnCl₂) > υ(Zn + CH₃COOH = H₂+ Zn(CH3COO)₂

l их строением

v скорость больше у металлов, которые легче отдают электроны (с большим радиусом атома)

v скорость больше у неметаллов, которые легче принимают электроны (с меньшим радиусом атома)

υ(2K + 2H₂O = H₂+ 2KOH) > υ(2Na + 2H₂O = H₂+ 2NaOH)

Концентрация

Для взаимодействия веществ их молекулы должны столкнуться. Число столкновений пропорционально числу частиц реагирующих веществ в единице объёма, т.е. их молярным концентрациям.

1867 г. К.Гульдберг и П.Вааге сформулировали закон действующих масс

Закон действующих масс:

Скорость элементарной химической реакции пропорциональна произведению молярных концентраций реагирующих веществ, возведённых в степени равные их коэффициентам:

aA + bB ® dD + fF

v = k · c (A)^a · c (B)^b

k - константа скорости реакции

(v = k при c (A) = c (B) = 1 моль/л)

Температура

Объяснение зависимости скорости реакции от температуры было дано С.Аррениусом. К реакции приводит не каждое столкновение молекул реагентов, а только наиболее сильные столкновения. Лишь молекулы, обладающие избытком кинетической энергии, способны к химической реакции.

С.Аррениус рассчитал долю активных (т.е. приводящих к реакции) соударений реагирующих частиц , зависящую от температуры.

v молекула - энергетически выгодное образование

v химические вещества на энергетической диаграмме занимают положение в "ямках"

v для превращения этих веществ в другие, им надо сообщить энергию, достаточную для того, чтобы они выбрались из "ямки", перевалили через "барьер" (энергию активации)

Энергия активации

Активация – процесс превращения неактивных частиц в активные для преодоления энергетического барьера

Энергия, которую надо сообщить частицам реагирующих веществ, чтобы превратить их в активные, называют энергией активации (Е_а)

A₂ _(г) + B₂ _(г) = 2AB _(г)

В газе при нормальных условиях каждая из молекул

испытывает 1010 столкновений в секунду.

Например, среднее время между двумя соударениями в Н₂ всего 5·10^-9 с.

Если бы все столкновения приводили к реакции,

то любая реакция между газами происходила бы мгновенно!

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:

v = v ₀ · g ^∆ ^τ ^/10

g - температурный коэффициент Вант-Гоффа

Правило Вант-Гоффа не имеет силу закона. Лабораторная техника была несовершенна, поэтому:

v оказалось, что температурный коэффициент в значительном температурном интервале непостоянен

v невозможно было изучать как очень быстрые реакции (протекающие за миллисекунды), так и очень медленные (для которых требуются тысячи лет)

v реакции с участием больших молекул сложной формы (например, белков) не подчиняются правилу Вант-Гоффа

Катализаторы

Катализаторы- вещества, изменяющие скорость химической реакции за счёт изменения энергии активации, но сами при этом не расходующиеся. Процесс в присутствии катализатора – катализ. Реакция с катализатором – каталитическая.

Положительные катализаторы – ускоряют реакцию, уменьшая Е_а

Отрицательные катализаторы (ингибиторы) – замедляют реакцию, увеличивая Е_а

A + K = AK (1)
AK + B = AB + K (2)

Суммарная реакция

A + B = AB

Но вместо энергетического барьера этой реакции преодолеваются более низкие барьеры реакций (1) и (2): E₁ и E₂

Йенс Якоб Берцелиус ввел термин «катализ» в 1835 г.

Вильгельм Оствальд 1909 г. – Нобелевская премия «в признание работ по катализу»

Промоторы- вещества повышающие активность катализаторов

Дата добавления: 2018-10-27; просмотров: 150; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!