biografieën Eigenschappen Analyse

Temperatuurcoëfficiënt van reactiesnelheid. De regel van Van't Hoff

De snelheid van chemische reacties neemt toe met toenemende temperatuur. De toename van de reactiesnelheid met de temperatuur kan worden geschat met behulp van de van't Hoff-regel. Volgens de regel verhoogt een temperatuurstijging met 10 graden de snelheidsconstante van de reactie met 2-4 keer:

Aan deze regel wordt niet voldaan bij hoge temperaturen, wanneer de snelheidsconstante nauwelijks verandert met de temperatuur.

Met de regel van Van't Hoff kunt u snel de houdbaarheidsdatum van een medicijn bepalen. Een verhoging van de temperatuur verhoogt de afbraaksnelheid van het medicijn. Dit verkort de tijd om de houdbaarheidsdatum van het medicijn te bepalen.

De methode bestaat uit het feit dat het medicijn gedurende een bepaalde tijd tT op verhoogde temperatuur T wordt bewaard, de hoeveelheid afgebroken medicijn m wordt gevonden en herberekend tot een standaard opslagtemperatuur van 298K. Gezien het ontledingsproces van het medicijn als een eerste-ordereactie, wordt de snelheid uitgedrukt bij de geselecteerde temperatuur T en T = 298K:

Aangezien de massa van het ontbonden medicijn hetzelfde is voor standaard en reële opslagomstandigheden, kunnen de ontledingssnelheden worden uitgedrukt door de vergelijkingen:

Uitgaande van T=298+10n, waarbij n = 1,2,3…,

Verkrijg de definitieve uitdrukking voor de houdbaarheid van het medicijn onder standaardomstandigheden 298K:

Theorie van actieve botsingen. Activatie energie. Arrhenius-vergelijking. Relatie tussen reactiesnelheid en activeringsenergie.

De theorie van actieve botsingen werd in 1889 geformuleerd door S. Arrhenius. Deze theorie is gebaseerd op het idee dat voor een chemische reactie een botsing tussen de moleculen van de oorspronkelijke stoffen nodig is, en het aantal botsingen wordt bepaald door de intensiteit van de thermische beweging van de moleculen, d.w.z. temperatuur afhankelijk. Maar niet elke botsing van moleculen leidt tot een chemische transformatie: alleen actieve botsingen leiden ertoe.

Actieve botsingen zijn botsingen die bijvoorbeeld plaatsvinden tussen moleculen A en B met een grote hoeveelheid energie. De minimale hoeveelheid energie die de moleculen van de uitgangsstoffen moeten hebben om hun botsing actief te laten zijn, wordt de energiebarrière van de reactie genoemd.



Activeringsenergie is de overtollige energie die kan worden gecommuniceerd of overgedragen aan één mol van een stof.

De activeringsenergie heeft een significante invloed op de waarde van de reactiesnelheidsconstante en zijn afhankelijkheid van de temperatuur: hoe groter Ea, hoe lager de snelheidsconstante en hoe significanter de verandering in temperatuur deze beïnvloedt.

De reactiesnelheidsconstante is gerelateerd aan de activeringsenergie door een complexe relatie beschreven door de Arrhenius-vergelijking:

k=Ae–Ea/RT, waarbij A de pre-exponentiële factor is; Ea is de activeringsenergie, R is de universele gasconstante gelijk aan 8,31 j/mol; T is de absolute temperatuur;

e is de basis van natuurlijke logaritmen.

De waargenomen reactiesnelheidsconstanten zijn echter over het algemeen veel kleiner dan die berekend met behulp van de Arrhenius-vergelijking. Daarom wordt de vergelijking voor de reactiesnelheidsconstante als volgt gewijzigd:

(min voor hele breuk)

De vermenigvuldiger zorgt ervoor dat de temperatuurafhankelijkheid van de snelheidsconstante afwijkt van de Arrhenius-vergelijking. Omdat de activeringsenergie van Arrhenius wordt berekend als de tangens van de helling van de logaritmische afhankelijkheid van de reactiesnelheid van de wederzijdse temperatuur, doe je hetzelfde met de vergelijking , we krijgen:

Kenmerken van heterogene reacties. De snelheid van heterogene reacties en factoren die deze bepalen. Kinetische en diffusiegebieden van heterogene processen. Voorbeelden van heterogene reacties die van belang zijn voor de farmacie.

HETEROGENE REACTIES, chem. reacties waarbij stoffen in ontbinding zijn betrokken. fasen en vormen samen een heterogeen systeem. Typische heterogene reacties: thermisch. ontleding van zouten tot gasvormige en vaste producten (bijv. CaCO3 -> CaO + CO2), reductie van metaaloxiden met waterstof of koolstof (bijv. PbO + C -> Pb + CO), oplossen van metalen in zuren (bijv. Zn + + H2SO4 -> ZnSO4 + H2), interactie. vaste reagentia (A12O3 + NiO -> NiAl2O4). In een speciale klasse worden heterogene katalytische reacties onderscheiden die optreden op het katalysatoroppervlak; in dit geval mogen de reactanten en producten zich niet in verschillende fasen bevinden. Richting, in de reactie N2 + + 3H2 -> 2NH3 die optreedt op het oppervlak van een ijzerkatalysator, bevinden de reactanten en het reactieproduct zich in de gasfase en vormen een homogeen systeem.

De kenmerken van heterogene reacties zijn te wijten aan de deelname van gecondenseerde fasen daarin. Dit maakt het mengen en transporteren van reactanten en producten moeilijk; activering van reagensmoleculen op het grensvlak is mogelijk. De kinetiek van een heterogene reactie wordt gedefinieerd als de snelheid van de chemische stof zelf. transformaties en overdrachtsprocessen (diffusie) die nodig zijn om het verbruik van reactanten aan te vullen en reactieproducten uit de reactiezone te verwijderen. Bij afwezigheid van diffusiebelemmeringen is de snelheid van een heterogene reactie evenredig met de grootte van de reactiezone; dit is de naam van de specifieke reactiesnelheid berekend per oppervlakte-eenheid (of volume) van de reactie. zones, verandert niet in de tijd; voor eenvoudige (eenstaps) reacties kan het zijn: bepaald op basis van de handelende massa's van de wet. Aan deze wet wordt niet voldaan als de diffusie van stoffen langzamer verloopt dan chemisch. wijk; in dit geval wordt de waargenomen snelheid van de heterogene reactie beschreven door de vergelijkingen van diffusiekinetiek.

De snelheid van een heterogene reactie is de hoeveelheid van een stof die een reactie aangaat of tijdens een reactie wordt gevormd per tijdseenheid per oppervlakte-eenheid van het faseoppervlak.

Factoren die de snelheid van een chemische reactie beïnvloeden:

De aard van de reactanten

De concentratie van reagentia,

Temperatuur,

De aanwezigheid van een katalysator.

Vheterog = Δp(S Δt), waarbij Vheterog de reactiesnelheid in een heterogeen systeem is; n is het aantal mol van een van de stoffen die het resultaat zijn van de reactie; V is het volume van het systeem; t - tijd; S is het oppervlak van de fase waarop de reactie verloopt; Δ - verhogingsteken (Δp = p2 - p1; Δt = t2 - t1).

Probleem 336.
Bij 150°C is enige reactie in 16 minuten voltooid. Bereken, als de temperatuurcoëfficiënt van de reactiesnelheid gelijk is aan 2,5, hoe lang deze reactie zal eindigen als deze wordt uitgevoerd: a) bij 20 0 °С; b) bij 80°C.
Beslissing:
Volgens de van't Hoff-regel wordt de afhankelijkheid van snelheid en temperatuur uitgedrukt door de vergelijking:

v t en k t - de snelheids- en snelheidsconstante van de reactie bij een temperatuur van t°C; v (t + 10) en k (t + 10) dezelfde waarden bij temperatuur (t + 10 0 C); - de temperatuurcoëfficiënt van de reactiesnelheid, waarvan de waarde voor de meeste reacties in het bereik van 2 - 4 ligt.

a) Aangezien de snelheid van een chemische reactie bij een gegeven temperatuur omgekeerd evenredig is met de duur van het verloop, vervangen we de gegevens gegeven in de toestand van het probleem in een formule die de van't Hoff-regel kwantitatief uitdrukt, we krijgen :

b) Aangezien deze reactie verloopt met een verlaging van de temperatuur, en bij een gegeven temperatuur de snelheid van deze reactie recht evenredig is met de duur van het verloop, vervangen we de gegevens gegeven in de toestand van het probleem in een formule die kwantitatief de van't Hoff regel krijgen we:

Antwoord: a) bij 200 0 С t2 = 9,8 s; b) bij 80 0 t3 = 162 uur 1 min 16 s.

Probleem 337.
Zal de waarde van de reactiesnelheidsconstante veranderen: a) bij het vervangen van de ene katalysator door een andere; b) wanneer de concentraties van reactanten veranderen?
Beslissing:
De reactiesnelheidsconstante is een waarde die afhangt van de aard van de reactanten, van de temperatuur en van de aanwezigheid van katalysatoren, en is niet afhankelijk van de concentratie van de reactanten. Het kan gelijk zijn aan de reactiesnelheid in het geval dat de concentraties van de reactanten gelijk zijn aan één (1 mol/l).

a) Wanneer de ene katalysator door een andere wordt vervangen, zal de snelheid van een bepaalde chemische reactie veranderen of toenemen. Als een katalysator wordt gebruikt, zal de snelheid van een chemische reactie toenemen, en dienovereenkomstig zal ook de waarde van de reactiesnelheidsconstante toenemen. Een verandering in de waarde van de reactiesnelheidsconstante zal ook optreden wanneer een katalysator wordt vervangen door een andere, waardoor de snelheid van deze reactie ten opzichte van de oorspronkelijke katalysator zal toenemen of afnemen.

b) Wanneer de concentratie van de reactanten verandert, veranderen de waarden van de reactiesnelheid en verandert de waarde van de reactiesnelheidsconstante niet.

Probleem 338.
Is het thermische effect van een reactie afhankelijk van de activeringsenergie? Motiveer het antwoord.
Beslissing:
Het thermische effect van de reactie hangt alleen af ​​van de begin- en eindtoestand van het systeem en niet van de tussenstadia van het proces. Activeringsenergie is de overtollige energie die moleculen van stoffen moeten hebben om ervoor te zorgen dat hun botsing leidt tot de vorming van een nieuwe stof. De activeringsenergie kan worden gewijzigd door de temperatuur te verhogen of te verlagen, respectievelijk te verlagen of te verhogen. Katalysatoren verlagen de activeringsenergie, terwijl remmers deze verlagen.

Een verandering in de activeringsenergie leidt dus tot een verandering in de reactiesnelheid, maar niet tot een verandering in de reactiewarmte. Het thermische effect van een reactie is een constante waarde en is niet afhankelijk van een verandering in de activeringsenergie voor een bepaalde reactie. De reactie voor de vorming van ammoniak uit stikstof en waterstof is bijvoorbeeld:

Deze reactie is exotherm, > 0). De reactie verloopt met een afname van het aantal mol reagerende deeltjes en het aantal mol gasvormige stoffen, waardoor het systeem van een minder stabiele toestand naar een stabielere toestand gaat, de entropie neemt af,< 0. Данная реакция в обычных условиях не протекает (она возможна только при достаточно низких температурах). В присутствии катализатора энергия активации уменьшается, и скорость реакции возрастает. Но, как до применения катализатора, так и в присутствии его тепловой эффект реакции не изменяется, реакция имеет вид:

Probleem 339.
Voor welke reactie, direct of omgekeerd, is de activeringsenergie groter als de directe reactie verloopt met het vrijkomen van warmte?
Beslissing:
Het verschil tussen de activeringsenergieën van de directe en omgekeerde reacties is gelijk aan het thermische effect: H \u003d E a (pr.) - E a (arr.) . Deze reactie verloopt met het vrijkomen van warmte, d.w.z. is exotherm,< 0 Исходя из этого, энергия активации прямой реакции имеет меньшее значение, чем энергия активации обратной реакции:
E een (vb.)< Е а(обр.) .

Antwoord: E een (vb.)< Е а(обр.) .

Probleem 340.
Hoe vaak zal de snelheid van een reactie bij 298 K toenemen als de activeringsenergie met 4 kJ/mol wordt verminderd?
Beslissing:
Laten we de afname van de activeringsenergie aanduiden met Ea, en de snelheidsconstanten van de reactie voor en na de afname van de activeringsenergie, respectievelijk met k en k. Met behulp van de Arrhenius-vergelijking verkrijgen we:

E a is de activeringsenergie, k en k" zijn de reactiesnelheidsconstanten, T is de temperatuur in K (298).
Door de gegevens van het probleem in de laatste vergelijking in te vullen en de activeringsenergie in joule uit te drukken, berekenen we de toename van de reactiesnelheid:

Antwoord: 5 keer.

Probleem 336.
Bij 150°C is enige reactie in 16 minuten voltooid. Bereken, als de temperatuurcoëfficiënt van de reactiesnelheid gelijk is aan 2,5, hoe lang deze reactie zal eindigen als deze wordt uitgevoerd: a) bij 20 0 °С; b) bij 80°C.
Beslissing:
Volgens de van't Hoff-regel wordt de afhankelijkheid van snelheid en temperatuur uitgedrukt door de vergelijking:

v t en k t - de snelheids- en snelheidsconstante van de reactie bij een temperatuur van t°C; v (t + 10) en k (t + 10) dezelfde waarden bij temperatuur (t + 10 0 C); - de temperatuurcoëfficiënt van de reactiesnelheid, waarvan de waarde voor de meeste reacties in het bereik van 2 - 4 ligt.

a) Aangezien de snelheid van een chemische reactie bij een gegeven temperatuur omgekeerd evenredig is met de duur van het verloop, vervangen we de gegevens gegeven in de toestand van het probleem in een formule die de van't Hoff-regel kwantitatief uitdrukt, we krijgen :

b) Aangezien deze reactie verloopt met een verlaging van de temperatuur, en bij een gegeven temperatuur de snelheid van deze reactie recht evenredig is met de duur van het verloop, vervangen we de gegevens gegeven in de toestand van het probleem in een formule die kwantitatief de van't Hoff regel krijgen we:

Antwoord: a) bij 200 0 С t2 = 9,8 s; b) bij 80 0 t3 = 162 uur 1 min 16 s.

Probleem 337.
Zal de waarde van de reactiesnelheidsconstante veranderen: a) bij het vervangen van de ene katalysator door een andere; b) wanneer de concentraties van reactanten veranderen?
Beslissing:
De reactiesnelheidsconstante is een waarde die afhangt van de aard van de reactanten, van de temperatuur en van de aanwezigheid van katalysatoren, en is niet afhankelijk van de concentratie van de reactanten. Het kan gelijk zijn aan de reactiesnelheid in het geval dat de concentraties van de reactanten gelijk zijn aan één (1 mol/l).

a) Wanneer de ene katalysator door een andere wordt vervangen, zal de snelheid van een bepaalde chemische reactie veranderen of toenemen. Als een katalysator wordt gebruikt, zal de snelheid van een chemische reactie toenemen, en dienovereenkomstig zal ook de waarde van de reactiesnelheidsconstante toenemen. Een verandering in de waarde van de reactiesnelheidsconstante zal ook optreden wanneer een katalysator wordt vervangen door een andere, waardoor de snelheid van deze reactie ten opzichte van de oorspronkelijke katalysator zal toenemen of afnemen.

b) Wanneer de concentratie van de reactanten verandert, veranderen de waarden van de reactiesnelheid en verandert de waarde van de reactiesnelheidsconstante niet.

Probleem 338.
Is het thermische effect van een reactie afhankelijk van de activeringsenergie? Motiveer het antwoord.
Beslissing:
Het thermische effect van de reactie hangt alleen af ​​van de begin- en eindtoestand van het systeem en niet van de tussenstadia van het proces. Activeringsenergie is de overtollige energie die moleculen van stoffen moeten hebben om ervoor te zorgen dat hun botsing leidt tot de vorming van een nieuwe stof. De activeringsenergie kan worden gewijzigd door de temperatuur te verhogen of te verlagen, respectievelijk te verlagen of te verhogen. Katalysatoren verlagen de activeringsenergie, terwijl remmers deze verlagen.

Een verandering in de activeringsenergie leidt dus tot een verandering in de reactiesnelheid, maar niet tot een verandering in de reactiewarmte. Het thermische effect van een reactie is een constante waarde en is niet afhankelijk van een verandering in de activeringsenergie voor een bepaalde reactie. De reactie voor de vorming van ammoniak uit stikstof en waterstof is bijvoorbeeld:

Deze reactie is exotherm, > 0). De reactie verloopt met een afname van het aantal mol reagerende deeltjes en het aantal mol gasvormige stoffen, waardoor het systeem van een minder stabiele toestand naar een stabielere toestand gaat, de entropie neemt af,< 0. Данная реакция в обычных условиях не протекает (она возможна только при достаточно низких температурах). В присутствии катализатора энергия активации уменьшается, и скорость реакции возрастает. Но, как до применения катализатора, так и в присутствии его тепловой эффект реакции не изменяется, реакция имеет вид:

Probleem 339.
Voor welke reactie, direct of omgekeerd, is de activeringsenergie groter als de directe reactie verloopt met het vrijkomen van warmte?
Beslissing:
Het verschil tussen de activeringsenergieën van de directe en omgekeerde reacties is gelijk aan het thermische effect: H \u003d E a (pr.) - E a (arr.) . Deze reactie verloopt met het vrijkomen van warmte, d.w.z. is exotherm,< 0 Исходя из этого, энергия активации прямой реакции имеет меньшее значение, чем энергия активации обратной реакции:
E een (vb.)< Е а(обр.) .

Antwoord: E een (vb.)< Е а(обр.) .

Probleem 340.
Hoe vaak zal de snelheid van een reactie bij 298 K toenemen als de activeringsenergie met 4 kJ/mol wordt verminderd?
Beslissing:
Laten we de afname van de activeringsenergie aanduiden met Ea, en de snelheidsconstanten van de reactie voor en na de afname van de activeringsenergie, respectievelijk met k en k. Met behulp van de Arrhenius-vergelijking verkrijgen we:

E a is de activeringsenergie, k en k" zijn de reactiesnelheidsconstanten, T is de temperatuur in K (298).
Door de gegevens van het probleem in de laatste vergelijking in te vullen en de activeringsenergie in joule uit te drukken, berekenen we de toename van de reactiesnelheid:

Antwoord: 5 keer.

Taak # 1. Interactie met vrije zuurstof leidt tot de vorming van zeer toxisch stikstofdioxide / /, hoewel deze reactie onder fysiologische omstandigheden langzaam verloopt en bij lage concentraties geen significante rol speelt bij toxische celbeschadiging, maar pathogene effecten echter sterk toenemen met zijn hyperproductie. Bepaal hoe vaak de interactiesnelheid van stikstofmonoxide (II) met zuurstof toeneemt wanneer de druk in het mengsel van initiële gassen verdubbelt, als de reactiesnelheid wordt beschreven door de vergelijking ?

Beslissing.

1. Een verdubbeling van de druk is gelijk aan een verdubbeling van de concentratie ( met) en . Daarom zullen de interactiesnelheden die overeenkomen met en zullen, in overeenstemming met de wet van massale actie, de uitdrukkingen aannemen: en

Antwoord. De reactiesnelheid zal 8 keer toenemen.

Taak # 2. Er wordt aangenomen dat de concentratie van chloor (een groenachtig gas met een scherpe geur) in de lucht boven 25 ppm gevaarlijk is voor leven en gezondheid, maar er zijn aanwijzingen dat als de patiënt is hersteld van acute ernstige vergiftiging met dit gas, dan worden geen resteffecten waargenomen. Bepaal hoe de reactiesnelheid zal veranderen: , voortgaand in de gasfase, indien verhoogd met een factor 3: concentratie , concentratie , 3) ​​​​druk / /?

Beslissing.

1. Als we de concentraties respectievelijk door en aangeven, dan krijgt de uitdrukking voor de reactiesnelheid de vorm: .

2. Na verhoging van de concentraties met een factor 3, zijn ze gelijk voor en voor . Daarom zal de uitdrukking voor de reactiesnelheid de vorm aannemen: 1) 2)

3. Een verhoging van de druk verhoogt de concentratie van gasvormige reactanten met dezelfde hoeveelheid, dus

4. De toename van de reactiesnelheid ten opzichte van de oorspronkelijke wordt bepaald door de verhouding, respectievelijk: 1) , 2) , 3) .

Antwoord. De reactiesnelheid zal toenemen: 1) , 2) , 3) ​​​​tijden.

Taak #3. Hoe verandert de interactiesnelheid van de uitgangsstoffen met een verandering in temperatuur van naar als de temperatuurcoëfficiënt van de reactie 2,5 is?

Beslissing.

1. De temperatuurcoëfficiënt laat zien hoe de reactiesnelheid verandert met een verandering in temperatuur voor elke (van't Hoff-regel):.

2. Als de temperatuurverandering is: , rekening houdend met het feit dat , krijgen we: . Vandaar, .

3. Volgens de tabel met antilogaritmen vinden we: .

Antwoord. Bij een verandering in temperatuur (d.w.z. bij een verhoging) zal de snelheid met 67,7 keer toenemen.

Taak #4. Bereken de temperatuurcoëfficiënt van de reactiesnelheid, wetende dat naarmate de temperatuur stijgt, de snelheid met een factor 128 toeneemt.

Beslissing.

1. De afhankelijkheid van de snelheid van een chemische reactie van de temperatuur wordt uitgedrukt door de vuistregel van van't Hoff:

.Als we de vergelijking voor oplossen, vinden we: , . Daarom =2

Antwoord. =2.

Taak nummer 5. Voor één van de reacties zijn twee snelheidsconstanten bepaald: bij 0,00670 en bij 0,06857. Bepaal de snelheidsconstante van dezelfde reactie bij .

Beslissing.

1. Op basis van twee waarden van de reactiesnelheidsconstanten bepalen we met behulp van de Arrhenius-vergelijking de activeringsenergie van de reactie: . Voor dit geval: Vanaf hier: J/mol.

2. Bereken de reactiesnelheidsconstante bij , gebruik de snelheidsconstante bij en de Arrhenius-vergelijking in de berekeningen: . Voor dit geval: en rekening houdend met dat: , krijgen we: . Vandaar,

Antwoord.

Berekening van de chemische evenwichtsconstante en bepaling van de richting van de evenwichtsverschuiving volgens het Le Chatelier-principe .

Opdracht nummer 6. Kooldioxide / / in tegenstelling tot koolmonoxide / / schendt de fysiologische functies en anatomische integriteit van een levend organisme niet en hun verstikkende effect is alleen te wijten aan de aanwezigheid in hoge concentratie en een afname van het percentage zuurstof in de ingeademde lucht. Wat is gelijk aan? reactie-evenwichtsconstante / /: bij temperatuur uitgedrukt in termen van: a) partiële drukken van de reactanten; b) hun molaire concentraties , wetende dat de samenstelling van het evenwichtsmengsel wordt uitgedrukt in volumefracties: , en , en de totale druk in het systeem Pa is?

Beslissing.

1. De partiële druk van een gas is gelijk aan de totale druk maal de volumefractie van het gas in het mengsel, dus:

2. Als we deze waarden in de uitdrukking voor de evenwichtsconstante substitueren, krijgen we:

3. De relatie tussen en wordt vastgesteld op basis van de Mendelejev Clapeyron-vergelijking voor ideale gassen en wordt uitgedrukt door de gelijkheid: , waar is het verschil tussen het aantal mol gasvormige reactieproducten en gasvormige uitgangsstoffen. Voor deze reactie: Dan: .

Antwoord. Vader. .

Opdracht nummer 7. In welke richting zal het evenwicht verschuiven bij de volgende reacties:

3. ;

a) met een toename van de temperatuur, b) met een afname van de druk, c) met een toename van de concentratie van waterstof?

Beslissing.

1. Het chemische evenwicht in het systeem wordt tot stand gebracht met de constantheid van externe parameters (enz.). Als deze parameters veranderen, verlaat het systeem de evenwichtstoestand en begint de directe (naar rechts) of omgekeerde reactie (naar links) te overheersen. De invloed van verschillende factoren op de verschuiving van het evenwicht wordt weerspiegeld in het principe van Le Chatelier.

2. Overweeg het effect op de bovenstaande reacties van alle 3 factoren die het chemisch evenwicht beïnvloeden.

a) Bij temperatuurstijging verschuift het evenwicht naar een endotherme reactie, d.w.z. reactie die plaatsvindt met de absorptie van warmte. De 1e en 3e reactie zijn exotherm / /, daarom zal bij een verhoging van de temperatuur het evenwicht verschuiven naar de omgekeerde reactie en in de 2e reactie / / - naar de directe reactie.

b) Wanneer de druk afneemt, verschuift het evenwicht naar een toename van het aantal mol gassen, d.w.z. naar hogere druk. In de 1e en 3e reactie hebben de linker- en rechterkant van de vergelijking hetzelfde aantal mol gassen (respectievelijk 2-2 en 1-1). Dus de verandering in druk zal niet veroorzaken evenwichtsverschuivingen in het systeem. In de 2e reactie zijn er 4 mol gassen aan de linkerkant en 2 mol aan de rechterkant, dus als de druk afneemt, zal het evenwicht verschuiven naar de omgekeerde reactie.

in) Met een toename van de concentratie van reactiecomponenten verschuift het evenwicht naar hun consumptie. Bij de eerste reactie zit waterstof in de producten, en het verhogen van de concentratie ervan zal de omgekeerde reactie versterken, waarbij het wordt verbruikt. In de 2e en 3e reactie is waterstof een van de aanvankelijke stoffen, daarom verschuift een toename van de concentratie het evenwicht naar de reactie die verloopt met het verbruik van waterstof.

Antwoord.

a) Bij een temperatuurstijging in reactie 1 en 3 zal het evenwicht naar links verschuiven, en in reactie 2 - naar rechts.

b) Reacties 1 en 3 zullen niet worden beïnvloed door een afname van de druk, en in reactie 2 zal het evenwicht naar links worden verschoven.

c) Een temperatuurstijging in reactie 2 en 3 zal leiden tot een verschuiving van het evenwicht naar rechts, en in reactie 1 naar links.

1.2. Situationele taken №№ van 7 tot 21 om het materiaal te consolideren (uitvoeren in het protocolnotitieboekje).

Taak nummer 8. Hoe zal de snelheid van glucose-oxidatie in het lichaam veranderen met een temperatuurdaling van tot als de temperatuurcoëfficiënt van de reactiesnelheid 4 is?

Taak nummer 9 Bereken met behulp van de geschatte Van't Hoff-regel hoeveel de temperatuur moet worden verhoogd zodat de reactiesnelheid met 80 keer toeneemt? Neem de temperatuurcoëfficiënt van snelheid gelijk aan 3.

Opdracht nummer 10. Om de reactie praktisch te stoppen, wordt een snelle afkoeling van het reactiemengsel (“bevriezen van de reactie”) gebruikt. Bepaal hoe vaak de reactiesnelheid zal veranderen wanneer het reactiemengsel wordt afgekoeld van 40 tot , als de temperatuurcoëfficiënt van de reactie 2,7 is.

Taak nummer 11. Een isotoop die wordt gebruikt om bepaalde tumoren te behandelen, heeft een halfwaardetijd van 8,1 dagen. Na welke tijd zal het gehalte aan radioactief jodium in het lichaam van de patiënt met 5 keer afnemen?

Opdracht nummer 12. Hydrolyse van een of ander synthetisch hormoon (farmaceutisch) is een reactie van de eerste orde met een snelheidsconstante van 0,25 (). Hoe verandert de concentratie van dit hormoon na 2 maanden?

Opdracht nummer 13. De halfwaardetijd van radioactief is 5600 jaar. In een levend organisme wordt door de stofwisseling een constante hoeveelheid aangehouden. In de overblijfselen van een mammoet was de inhoud van het origineel. Wanneer leefde de mammoet?

Opdracht nummer 14. De halfwaardetijd van het insecticide (een pesticide dat wordt gebruikt om insecten te bestrijden) is 6 maanden. Een bepaalde hoeveelheid kwam in het reservoir terecht, waar de concentratie mol/l werd vastgesteld. Hoe lang duurt het voordat de insecticideconcentratie tot het mol/l-niveau is gedaald?

Opdracht nummer 15. Vetten en koolhydraten worden met een merkbare snelheid geoxideerd bij een temperatuur van 450 - 500 °, en in levende organismen - bij een temperatuur van 36 - 40 °. Wat is de reden voor de sterke daling van de temperatuur die nodig is voor oxidatie?

Opdracht nummer 16. Waterstofperoxide ontleedt in waterige oplossingen in zuurstof en water. De reactie wordt versneld door zowel een anorganische katalysator (ion) als een bio-organische (catalase-enzym). De activeringsenergie van de reactie in afwezigheid van een katalysator is 75,4 kJ/mol. Het ion reduceert het tot 42 kJ/mol, en het enzym katalase reduceert het tot 2 kJ/mol. Bereken de verhouding van de reactiesnelheden bij afwezigheid van een katalysator in het geval van aanwezigheid van en katalase. Welke conclusie kan worden getrokken over de activiteit van het enzym? De reactie verloopt bij een temperatuur van 27 °C.

Taak nummer 17 Desintegratiesnelheidsconstante van penicilline op walkie-talkie J/mol.

1.3. testvragen

1. Leg uit wat de termen betekenen: reactiesnelheid, snelheidsconstante?

2. Hoe wordt de gemiddelde en werkelijke snelheid van chemische reacties uitgedrukt?

3. Waarom is het zinvol om alleen voor een bepaald moment in de tijd over de snelheid van chemische reacties te praten?

4. Formuleer de definitie van omkeerbare en onomkeerbare reacties.

5. Definieer de wet van massale actie. Weerspiegelt de vergelijking die deze wet uitdrukt de afhankelijkheid van de reactiesnelheid van de aard van de reactanten?

6. Hoe hangt de reactiesnelheid af van de temperatuur? Wat is de activeringsenergie? Wat zijn actieve moleculen?

7. Welke factoren bepalen de snelheid van een homogene en heterogene reactie? Geef voorbeelden.

8. Wat is de volgorde en moleculaire aard van chemische reacties? In welke gevallen komen ze niet overeen?

9. Welke stoffen worden katalysatoren genoemd? Wat is het mechanisme van het versnellen van de werking van een katalysator?

10. Wat is het concept van "katalysatorvergiftiging"? Welke stoffen worden remmers genoemd?

11. Wat wordt chemisch evenwicht genoemd? Waarom heet het dynamisch? Welke concentraties van reactanten worden evenwicht genoemd?

12. Wat wordt de chemische evenwichtsconstante genoemd? Hangt het af van de aard van de reagerende stoffen, hun concentratie, temperatuur, druk? Wat zijn de kenmerken van de wiskundige notatie voor de evenwichtsconstante in heterogene systemen?

13. Wat is de farmacokinetiek van geneesmiddelen?

14. De processen die met het medicijn in het lichaam plaatsvinden, worden kwantitatief gekenmerkt door een aantal farmacokinetische parameters. Geef de belangrijkste.