Dalam kehidupan, kita berhadapan dengan tindak balas kimia yang berbeza. Sesetengah daripada mereka, seperti pengaratan besi, boleh berterusan selama beberapa tahun. Lain-lain, seperti penapaian gula menjadi alkohol, mengambil masa beberapa minggu. Kayu api di dalam dapur terbakar dalam beberapa jam, dan petrol dalam enjin terbakar dalam sepersekian saat.

Untuk mengurangkan kos peralatan, tumbuhan kimia meningkatkan kadar tindak balas. Dan beberapa proses, seperti kerosakan makanan, kakisan logam, perlu diperlahankan.

Kadar tindak balas kimia boleh dinyatakan sebagai perubahan dalam jumlah jirim (n, modulo) per unit masa (t) - bandingkan kelajuan jasad yang bergerak dalam fizik sebagai perubahan dalam koordinat per unit masa: υ = Δx/Δt . Supaya kadarnya tidak bergantung pada isipadu bekas di mana tindak balas berlaku, kita membahagikan ungkapan dengan isipadu bahan bertindak balas (v), iaitu, kita memperoleh perubahan dalam jumlah bahan per unit masa per unit isipadu, atau perubahan kepekatan salah satu bahan per unit masa:

n 2 − n 1
υ = –––––––––– = –––––––– = Δс/Δt (1)
(t 2 − t 1) v Δt v

di mana c = n / v - kepekatan bahan,

Δ (disebut "delta") ialah sebutan yang diterima umum untuk perubahan magnitud.

Jika dalam persamaan untuk bahan kemungkinan yang berbeza, kadar tindak balas bagi setiap daripada mereka, dikira oleh formula ini, akan berbeza. Sebagai contoh, 2 mol sulfur dioksida bertindak balas sepenuhnya dengan 1 mol oksigen dalam 10 saat dalam 1 liter:

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3

Halaju oksigen akan menjadi: υ \u003d 1: (10 1) \u003d 0.1 mol / l s

Kelajuan gas masam: υ \u003d 2: (10 1) \u003d 0.2 mol / l s- ini tidak perlu dihafal dan diucapkan dalam peperiksaan, contoh diberikan supaya tidak keliru jika soalan ini timbul.

Kadar tindak balas heterogen (melibatkan pepejal) selalunya dinyatakan setiap unit luas permukaan yang bersentuhan:

Δn
υ = –––––– (2)
Δt S

Tindak balas dipanggil heterogen apabila bahan tindak balas berada dalam fasa yang berbeza:

• pepejal dengan pepejal lain, cecair atau gas,
• dua cecair tidak bercampur
• cecair gas.

Tindak balas homogen berlaku antara bahan dalam fasa yang sama:

• antara cecair yang boleh larut dengan baik,
• gas,
• bahan dalam larutan.

Keadaan yang mempengaruhi kadar tindak balas kimia

1) Kadar tindak balas bergantung kepada sifat bahan tindak balas. Hanya meletakkan, bahan yang berbeza bertindak balas pada kadar yang berbeza. Sebagai contoh, zink bertindak balas dengan kuat dengan asid hidroklorik, dan besi agak perlahan.

2) Kadar tindak balas lebih besar, lebih tinggi penumpuan bahan-bahan. Dengan asid yang sangat cair, zink akan mengambil masa yang lebih lama untuk bertindak balas.

3) Kadar tindak balas meningkat dengan ketara dengan peningkatan suhu. Sebagai contoh, untuk membakar bahan api, perlu membakarnya, iaitu, untuk meningkatkan suhu. Untuk banyak tindak balas, peningkatan suhu sebanyak 10°C disertai dengan peningkatan kadar dengan faktor 2–4.

4) Kelajuan heterogen tindak balas meningkat dengan peningkatan permukaan bahan tindak balas. pepejal untuk ini, mereka biasanya dihancurkan. Sebagai contoh, agar serbuk besi dan sulfur bertindak balas apabila dipanaskan, besi mestilah dalam bentuk habuk papan kecil.

Sila ambil perhatian bahawa dalam kes ini formula (1) tersirat! Formula (2) menyatakan kelajuan per unit luas, oleh itu ia tidak boleh bergantung kepada luas.

5) Kadar tindak balas bergantung kepada kehadiran mangkin atau perencat.

Pemangkin Bahan yang mempercepatkan tindak balas kimia tetapi tidak dimakan sendiri. Contohnya ialah penguraian cepat hidrogen peroksida dengan penambahan mangkin - mangan (IV) oksida:

2H 2 O 2 \u003d 2H 2 O + O 2

Mangan (IV) oksida kekal di bahagian bawah dan boleh digunakan semula.

Perencat- bahan yang melambatkan tindak balas. Sebagai contoh, untuk memanjangkan hayat paip dan bateri, perencat kakisan ditambahkan pada sistem pemanasan air. Dalam kereta, perencat kakisan ditambah pada bendalir brek.

Beberapa contoh lagi.

Kadar tindak balas kimia- perubahan dalam jumlah salah satu bahan bertindak balas setiap unit masa dalam unit ruang tindak balas.

Faktor berikut mempengaruhi kadar tindak balas kimia:

• sifat bahan tindak balas;
• kepekatan bahan tindak balas;
• permukaan sentuhan bahan tindak balas (dalam tindak balas heterogen);
• suhu;
• tindakan pemangkin.

Teori perlanggaran aktif membenarkan menerangkan pengaruh beberapa faktor ke atas kadar tindak balas kimia. Peruntukan utama teori ini:

• Tindak balas berlaku apabila zarah bahan tindak balas yang mempunyai tenaga tertentu berlanggar.
• Semakin banyak zarah reagen, semakin rapat antara satu sama lain, semakin besar kemungkinan ia berlanggar dan bertindak balas.
• Hanya perlanggaran berkesan membawa kepada tindak balas, i.e. hubungan yang "hubungan lama" dimusnahkan atau dilemahkan dan oleh itu hubungan "baru" boleh terbentuk. Untuk melakukan ini, zarah mesti mempunyai tenaga yang mencukupi.
• Tenaga berlebihan minimum yang diperlukan untuk perlanggaran cekap zarah bahan tindak balas dipanggil tenaga pengaktifan Ea.
• Aktiviti bahan kimia menunjukkan dirinya dalam tenaga pengaktifan rendah tindak balas dengan penyertaan mereka. Semakin rendah tenaga pengaktifan, semakin tinggi kadar tindak balas. Sebagai contoh, dalam tindak balas antara kation dan anion, tenaga pengaktifan adalah sangat rendah, jadi tindak balas sedemikian berlaku hampir serta-merta.

Pengaruh kepekatan bahan tindak balas terhadap kadar tindak balas

Apabila kepekatan bahan tindak balas meningkat, kadar tindak balas meningkat. Untuk bertindak balas, dua zarah kimia mesti menghampiri, jadi kadar tindak balas bergantung kepada bilangan perlanggaran antara mereka. Peningkatan bilangan zarah dalam isipadu yang diberi membawa kepada perlanggaran yang lebih kerap dan peningkatan dalam kadar tindak balas.

Peningkatan dalam tekanan atau penurunan dalam isipadu yang diduduki oleh campuran akan membawa kepada peningkatan dalam kadar tindak balas yang berlaku dalam fasa gas.

Berdasarkan data eksperimen pada tahun 1867, saintis Norway K. Guldberg dan P Vaage, dan secara bebas daripada mereka pada tahun 1865, saintis Rusia N.I. Beketov merumuskan undang-undang asas kinetik kimia tetapan pergantungan kadar tindak balas pada kepekatan bahan bertindak balas -

Hukum tindakan jisim (LMA):

Kadar tindak balas kimia adalah berkadar dengan hasil kepekatan bahan tindak balas, diambil dalam kuasa yang sama dengan pekalinya dalam persamaan tindak balas. (" jisim aktif" adalah sinonim konsep moden"tumpuan")

aA +bB =cC +dd, di mana k ialah pemalar kadar tindak balas

ZDM dilakukan hanya untuk asas tindak balas kimia meneruskan dalam satu peringkat. Jika tindak balas berjalan secara berurutan melalui beberapa peringkat, maka jumlah kadar keseluruhan proses ditentukan oleh bahagian yang paling perlahan.

Ungkapan untuk kelajuan pelbagai jenis tindak balas

ZDM merujuk kepada tindak balas homogen. Jika tindak balas adalah heterogen (reagen berbeza keadaan pengagregatan), maka hanya reagen cecair atau gas sahaja dimasukkan dalam persamaan MDM, dan yang pepejal dikecualikan, hanya mempengaruhi pemalar kadar k.

Kemolekulan tindak balas ialah bilangan minimum molekul yang terlibat dalam proses kimia asas. Mengikut kemolekulan, tindak balas kimia asas dibahagikan kepada molekul (A →) dan dwimolekul (A + B →); tindak balas trimolekul amat jarang berlaku.

Kadar tindak balas heterogen

• Bergantung kepada luas permukaan sentuhan bahan, iaitu pada tahap pengisaran bahan, kesempurnaan pencampuran reagen.
• Contohnya ialah pembakaran kayu. Seluruh kayu balak terbakar dengan agak perlahan di udara. Jika anda meningkatkan permukaan sentuhan kayu dengan udara, membelah log menjadi serpihan, kadar pembakaran akan meningkat.
• Besi piroforik dituangkan ke atas sehelai kertas turas. Semasa musim gugur, zarah besi menjadi panas dan membakar kertas.

Kesan suhu ke atas kadar tindak balas

Pada abad ke-19, saintis Belanda Van't Hoff secara eksperimen mendapati bahawa apabila suhu meningkat sebanyak 10 ° C, kadar banyak tindak balas meningkat sebanyak 2-4 kali ganda.

Peraturan Van't Hoff

Untuk setiap kenaikan suhu 10 ◦ C, kadar tindak balas meningkat dengan faktor 2–4.

Di sini γ (huruf Yunani "gamma") - apa yang dipanggil pekali suhu atau pekali van't Hoff, mengambil nilai dari 2 hingga 4.

Bagi setiap tindak balas tertentu, pekali suhu ditentukan secara empirik. Ia menunjukkan dengan tepat berapa kali kadar tindak balas kimia tertentu (dan pemalar kadarnya) meningkat dengan setiap peningkatan 10 darjah suhu.

Peraturan van't Hoff digunakan untuk menganggarkan perubahan dalam pemalar kadar tindak balas dengan peningkatan atau penurunan suhu. Lagi nisbah tepat antara pemalar kadar dan suhu yang ditetapkan ahli kimia Sweden Svante Arrhenius:

Bagaimana lebih E tindak balas tertentu, yang kurang(pada suhu tertentu) ialah pemalar kadar k (dan kadar) tindak balas ini. Peningkatan dalam T membawa kepada peningkatan dalam pemalar kadar; ini dijelaskan oleh fakta bahawa peningkatan suhu membawa kepada peningkatan pesat dalam bilangan molekul "bertenaga" yang mampu mengatasi halangan pengaktifan E a .

Pengaruh mangkin ke atas kadar tindak balas

Ia adalah mungkin untuk menukar kadar tindak balas dengan menggunakan bahan khas yang mengubah mekanisme tindak balas dan mengarahkannya ke laluan yang lebih bertenaga dengan tenaga pengaktifan yang lebih rendah.

Pemangkin- Ini adalah bahan yang mengambil bahagian dalam tindak balas kimia dan meningkatkan kelajuannya, tetapi pada akhir tindak balas kekal tidak berubah secara kualitatif dan kuantitatif.

Perencat- Bahan yang melambatkan tindak balas kimia.

Menukar kadar tindak balas kimia atau arahnya dengan bantuan mangkin dipanggil pemangkinan .

Objektif: untuk mendalami dan generalisasi pengetahuan tentang kadar tindak balas kimia; pergantungan kadar tindak balas homogen dan heterogen pada pelbagai faktor; dapat mengesahkan secara eksperimen pengaruh faktor individu terhadap kadar tindak balas kimia. Teruskan pembentukan teknik logik seperti pemerhatian, analisis, perbandingan dan generalisasi. Menyumbang kepada latihan kemahiran khusus aktiviti kolektif.

Soalan kepada pelajar: 1. Berikan contoh tindak balas, peningkatan atau penurunan kelajuan yang mempunyai positif atau makna negatif di tempat kerja, di rumah atau di alam semula jadi. 2. Bagaimanakah kadar tindak balas kimia diukur, berbeza dengan kadar dalam mekanik? 3. Bagaimanakah kadar tindak balas kimia berubah mengikut masa jika anda tidak mengganggu perjalanannya? 4. Apakah kepekatan, mengapa mereka meletakkan tanda (-) sebelum formula, untuk tindak balas yang manakah formula itu betul? Takrifkan homogen dan tindak balas heterogen? Beri contoh. Peringkat 1.

Peringkat 2. Penyelidikan dalam kumpulan. Kumpulan pertama mengkaji pengaruh sifat bahan bertindak balas. Pengaruh kepekatan kumpulan kedua. Pengaruh suhu kumpulan ketiga. Kumpulan ke-4 meneroka kesan mangkin ke atas kadar tindak balas kimia. Kumpulan ke-5 - pengaruh luas permukaan bahan bertindak balas pada kadar tindak balas kimia heterogen. Ulangi peraturan keselamatan!!!

Faktor yang mempengaruhi kadar tindak balas kimia. Contoh dan tanda tindak balas kimia. Kesimpulan tentang keadaan yang mempengaruhi kadar tindak balas kimia. Sifat bahan tindak balas Mg + HCl MgCl 2 +H 2 Evolusi gas yang pantas. Fe+HCl FeCl 2 +H 2 Evolusi gas perlahan Daripada logam yang lebih aktif semakin cepat tindak balas berlaku. Kepekatan Zn+ HCl (1:1) ZnCl 2 +H 2 Evolusi gas cepat Zn+ HCl (1:5) ZnCl 2 +H 2 Evolusi gas perlahan Semakin tinggi kepekatan, semakin cepat tindak balas. Pemanasan Suhu Zn+ HCl ZnCl 2 +H 2 Pengeluaran gas cepat. tiada pemanasan Zn+ HCl ZnCl 2 +H 2 Evolusi gas perlahan. Pemangkin MnO 2 H 2 O 2 H 2 O+O 2 cepat Tiada mangkin; H 2 O 2 H 2 O+O 2 perlahan-lahan Semakin tinggi suhu, semakin cepat tindak balas. Dengan kehadiran mangkin, tindak balas berjalan lebih cepat.

Faktor yang mempengaruhi kadar tindak balas kimia. Contoh dan tanda tindak balas kimia. Kesimpulan tentang keadaan yang mempengaruhi kadar tindak balas kimia. Kawasan sentuhan bahan tindak balas. Zn (serbuk) +HCl ZnCl 2 +H 2 Pengeluaran gas cepat Zn (butiran) +HCl ZnCl 2 +H 2 Pengeluaran gas perlahan Daripada lebih banyak kawasan sentuhan bahan tindak balas, lebih cepat tindak balas berlaku.

Perbincangan peringkat 4 tentang kepentingan mengkaji kinetik tindak balas kimia. 1. Mengapakah bahan terbakar lebih cepat dalam oksigen berbanding udara? 2. Mengapakah makanan mudah rosak disimpan di dalam peti sejuk? 3. Terangkan prinsip periuk tekanan. 4. Bagaimana untuk menerangkan bahawa untuk penguraian sukrosa dalam tabung uji, larutan berasid ia perlu mendidih, tetapi dalam saluran pencernaan proses yang sama berlangsung pada suhu 37 darjah dan lebih cepat? 5. Apakah yang dilakukan oleh produk industri kimia, yang manakah diperoleh melalui penggunaan mangkin? 6. Mengapakah kita memerlukan pengetahuan tentang kadar tindak balas kimia?

Berikan contoh tindak balas, peningkatan atau penurunan dalam kadar yang mempunyai nilai positif atau negatif dalam pengeluaran atau dalam kehidupan seharian. Beri penjelasan.

Jawapan:

Hakisan logam: berlaku secara kimia dan elektrokimia pada pelbagai loji industri. Ia adalah perlu untuk menghilangkan kakisan paip besi dengan menambah unsur aloi, varnis, cat, dll. Jadikan yang terbaik)))

Soalan yang serupa

• Tolong bantu, tulis maksud visual dan artistik yang ada dalam prosa "Tarikh Terakhir" "Turgenev, dengan contoh =)
• Cari 1 pecahan 2 daripada 1c; 1 pecahan 5 daripada 1t; 1 pecahan 10 daripada 1 kg
• kenapa semua tindakan awak tidak memberi kesenangan kepada awak
• Nyatakan 305.702kg dalam kuintal dan kilogram
• Dalam segi empat selari KMNP, pembahagi dua sudut MKP dilukis, yang bersilang dengan sisi MN pada titik E. a) buktikan bahawa segi tiga KME ialah sama kaki. b) Cari sisi KR jika ME = 10 cm, dan perimeter bagi segi empat selari ialah 52 cm
• 1. Ia mengambil 420 kJ haba untuk mencairkan 2 kg kuprum yang diambil pada takat lebur. Tentukan haba tentu pelakuran kuprum.
• Pasangan baris dari puisi M. Yu. Lermontov "Mtsyri" diberikan. Dalam contoh yang manakah perkataan berima dalam kes yang berbeza? A) Tiada nyanyian kedengaran lewat jam/ Para bhikkhu yang mendoakan kami. b) Saya melihat Banjaran gunung, / Khayalan, seperti mimpi ... C) Semua ini berturut-turut samar-samar / Tiba-tiba berlari di hadapan saya. D) Ular itu merayap di antara batu; / Tetapi ketakutan tidak mencengkam jiwa saya... E) Tetapi sia-sia saya berhujah dengan nasib: / Dia mentertawakan saya!
• 1. Mudah Masa Depan(Tidak tentu) Lengkapkan ayat dengan makna dengan kata kerja daripada senarai untuk diletakkan dalam bentuk yang betul: bekerja, meminjam, mengingat, mengambil, tahu, bercakap, mempunyai, mengambil, menjadi 1. Ia __________ dia satu jam untuk sampai ke sekolah . 2. Rakan saya __________ seorang doktor dalam masa dua tahun. 3. Dia __________ di perpustakaan apabila dia lulus dari Institut. 4. Datuk __________ payungnya jika tidak hujan. 5. Tom dan Ann __________ perbualan yang panjang. Sudah lama mereka tidak berjumpa. 6. Saya tertanya-tanya tentang apa yang mereka __________. 7. Dia __________ sebarang wang daripada rakannya. Dia dapat gaji semalam. 8. Mereka __________ keputusan dalam seminggu. 9. Saya __________ hari ini sepanjang hidup saya. 10. __________ anda __________ lagi pada tahun hadapan?