Statlig budsjettutdanningsinstitusjon for høyere profesjonsutdanning "Kazan State Medical University" ved Helsedepartementet i Den russiske føderasjonen MEDISINSK-FARMASØYTISK HØGSKOLE Historie om utviklingen av analytisk kjemi Fullført av: Davletshina Gulnaz R-gruppen
Analytisk kjemi er vitenskapen om metoder for å bestemme den kjemiske sammensetningen av et stoff og dets struktur. Imidlertid ser denne definisjonen av CS ut til å være uttømmende. Emnet analytisk kjemi er utvikling av analytiske metoder og deres praktiske implementering, samt omfattende forskning på det teoretiske grunnlaget for analytiske metoder. Dette inkluderer studiet av eksistensformene til grunnstoffer og deres forbindelser i ulike miljøer og aggregeringstilstander, bestemmelse av sammensetningen og stabiliteten til koordinasjonsforbindelser, optiske, elektrokjemiske og andre egenskaper ved materie, studie av kjemiske reaksjonshastigheter, bestemmelse av metrologiske egenskaper av metoder, etc. En betydelig rolle er gitt til søket etter fundamentalt nye metoder for analyse og bruk av moderne prestasjoner av vitenskap og teknologi for analytiske formål.
Avhengig av oppgaven, egenskapene til stoffet som analyseres og andre forhold, uttrykkes sammensetningen av stoffene annerledes. Den kjemiske sammensetningen av et stoff kan karakteriseres ved massefraksjonen (%) av grunnstoffer eller deres oksider eller andre forbindelser, samt innholdet av individuelle kjemiske forbindelser eller faser, isotoper osv. som faktisk er tilstede i prøven legeringer uttrykkes vanligvis ved massefraksjonen (%) av de inngående sementene; sammensetning av bergarter, malmer, mineraler, etc., innholdet av grunnstoffer i form av noen av deres forbindelser, oftest oksider.
Det teoretiske grunnlaget for analytisk kjemi er naturvitenskapens grunnleggende lover, slik som den periodiske loven til D.I. Mendeleev, lovene for bevaring av materiemasse og energi, bestandighet av materiesammensetning, effektive masser, etc. Analytisk kjemi er tett. relatert til fysikk, uorganisk, organisk, fysisk og kolloidal kjemi, elektrokjemi, kjemisk termodynamikk, løsningsteori, metrologi, informasjonsteori og mange andre vitenskaper.
Analytisk kjemi har viktig vitenskapelig og praktisk betydning. Nesten alle grunnleggende kjemiske lover har blitt oppdaget ved hjelp av metodene til denne vitenskapen. Sammensetningen av forskjellige materialer, produkter, malmer, mineraler, månejord, fjerne planeter og andre himmellegemer ble etablert ved metoder for analytisk kjemi, oppdagelsen av en rekke elementer i det periodiske systemet ble gjort mulig takket være bruken av presise metoder av analytisk kjemi. Viktigheten av analytisk kjemi
Mange praktiske teknikker for analytisk kjemi og analytiske teknikker var kjent i antikken. Dette er først og fremst analysekunst, eller analyseanalyse, som ble utført "tørr", det vil si uten å løse opp prøven og bruke løsninger. Ved bruk av brannanalysemetoder ble renheten til edelmetaller overvåket og deres innhold i malm, legeringer osv. ble bestemt. Brannanalyseteknikken reproduserte produksjonsprosessen av edle metaller under laboratorieforhold. Disse analysemetodene ble brukt i det gamle Egypt og Hellas, og de var også kjent i Kievan Rus. Den praktiske betydningen av reaksjoner i løsning var liten på den tiden. Hovedstadier i utviklingen av analytisk kjemi
Utviklingen av industri og ulike næringer ved midten av 1600-tallet. krevde nye metoder for analyse og forskning, siden analyseanalyse ikke lenger kunne møte behovene til kjemisk industri og mange andre industrier. På dette tidspunktet, på midten av 1600-tallet. refererer vanligvis til opprinnelsen til analytisk kjemi og dannelsen av selve kjemien som en vitenskap. Å bestemme sammensetningen av malmer, mineraler og andre stoffer vakte stor interesse, og kjemisk analyse ble på denne tiden hovedmetoden for forskning innen kjemisk vitenskap. R. Boyle () utviklet generelle konsepter for kjemisk analyse. Han la grunnlaget for moderne kvalitativ analyse ved å bruke den "våte" metoden, det vil si å utføre reaksjoner i løsning, introduserte et system med kvalitative reaksjoner kjent på den tiden og foreslo flere nye (for ammoniakk, klor, etc.), brukte lakmus for å oppdage syrer og alkalier og gjorde andre viktige funn.
M.V. Lomonosov () var den første som systematisk brukte balanser i studiet av kjemiske reaksjoner. I 1756 etablerte han eksperimentelt en av de grunnleggende naturlovene, loven om bevaring av materiemasse, som dannet grunnlaget for kvantitativ analyse og er av stor betydning for all vitenskap. M.V. Lomonosov utviklet mange metoder for kjemisk analyse og forskning som ikke har mistet sin betydning til i dag (vakuumfiltrering, gravimetriske analyseoperasjoner, etc.). M.V. Lomonosovs prestasjoner innen analytisk kjemi inkluderer etableringen av grunnlaget for gassanalyse, bruken av et mikroskop for å utføre kvalitativ analyse av formen til krystaller, som senere førte til utviklingen av mikrokrystalloskopianalyse, og utformingen av en refraktometer og andre instrumenter. Resultatene av hans egen forskning og erfaringen til en kjemiker-forsker, analytiker og teknolog M.V. Lomonosov oppsummert i boken "The First Foundations of Metallurgy or Ore Mining" (1763), som hadde en enorm innflytelse på utviklingen av analytisk kjemi og relaterte felt, samt metallurgi og malmutvinning.
Bruken av presise metoder for kjemisk analyse gjorde det mulig å bestemme sammensetningen av mange naturlige stoffer og teknologiske prosessprodukter og å etablere en rekke grunnleggende kjemilover. A.L. Lavoisier () bestemte sammensetningen av luft, vann og andre stoffer og utviklet oksygenteorien om forbrenning. Basert på analytiske data utviklet D. Dalton () atomteorien om materie og etablerte lovene om sammensetningens konstanthet og multiple forhold. J. L. Gay-Lussac () og A. Avogadro () formulerte gasslover.
M.V. Severgin () foreslo en kolorimetrisk analyse basert på avhengigheten av fargeintensiteten til en løsning på konsentrasjonen av et stoff, J.L. Gay-Lussac utviklet en titrimetrisk analysemetode. Disse metodene, sammen med gravimetriske metoder, dannet grunnlaget for klassisk analytisk kjemi og har beholdt sin betydning frem til i dag. Analytisk kjemi, beriket med nye metoder, fortsatte å utvikle seg og forbedre seg. På slutten av 1700-tallet. T. E. Lovitz (), som utviklet ideene til M. V. Lomonosov, skapte mikrokrystallskopisk analyse - en metode for kvalitativ analyse av salter basert på formen på krystallene deres.
På slutten av 1700- og 1800-tallet. gjennom arbeidene til mange vitenskapsmenn T. W. Bergman (), L. Z. Tenard (), K. K. Klaus () og andre, ble det opprettet en systematisk kvalitativ analyse. I samsvar med det utviklede opplegget ble visse grupper av elementer utfelt fra den analyserte løsningen ved hjelp av gruppereagenser, og deretter ble individuelle elementer oppdaget i disse gruppene. Dette arbeidet ble fullført av K. R. Fresenius (), som skrev lærebøker om kvalitativ og kvantitativ analyse og grunnla det første tidsskriftet for analytisk kjemi (Zeitschrift fur analytische Chemie, for tiden Fresenius Z. anal. Chem.). Samtidig forbedret og utviklet I. Ya Berzelius () og J. Liebig () metoder for å analysere organiske forbindelser for innholdet av hovedelementene C, H, N, etc. Titrimetriske metoder for jodometri , permanganatometry, etc. vises oppdagelsen er gjort i R. W. Bunsen () og G. R. Kirchhoff (). De tilbyr spektralanalyse, som blir en av hovedmetodene for analytisk kjemi, og utvikler seg kontinuerlig til i dag.
Oppdagelsen av den periodiske loven i 1869 av D. I. Mendeleev () hadde en enorm innvirkning på utviklingen av kjemi og andre vitenskaper, og D. I. Mendeleevs "Fundamentals of Chemistry" ble grunnlaget for studiet av analytisk kjemi. A. M. Butlerovs etablering av teorien om strukturen til organiske forbindelser var også av stor betydning. En betydelig innflytelse på dannelsen av analytisk kjemi og dens undervisning ble utøvd av A. A. Menshutkins "Analytical Chemistry", utgitt i 1871, som gikk gjennom 16 utgaver i vårt land og ble oversatt til tysk og engelsk. I 1868, på initiativ av D.I. Mendeleev og N.A. Menshutkin, Russian Chemical Society ble etablert ved St. Petersburg University, som begynte å publisere sitt eget tidsskrift i 1869. Opprettelsen av et vitenskapelig kjemisk samfunn og utgivelsen av tidsskriftet hadde en gunstig effekt på utviklingen av innenlandsk kjemi og spesielt analytisk kjemi.
En spesiell gren av kjemi ble utviklet av N. S. Kurnakov () fysisk-kjemisk analyse, basert på studiet av "sammensetning-egenskap" diagrammer. Metoden for fysisk-kjemisk analyse lar en bestemme sammensetningen og egenskapene til forbindelser dannet i komplekse systemer basert på avhengigheten av egenskapene til systemet på sammensetningen uten å isolere individuelle forbindelser i krystallinske eller andre former.
I 1903 foreslo M. S. Tsvet () kromatografisk analyse, en effektiv metode for å separere forbindelser med lignende egenskaper, basert på bruk av adsorpsjon og noen andre egenskaper ved stoffet. De fulle fordelene med denne metoden ble bare verdsatt flere tiår etter oppdagelsen. For utviklingen av partisjonskromatografi ble A. Martin og R. Singh tildelt Nobelprisen i 1954.
Videreutvikling av teorien om analytisk kjemi er assosiert med oppdagelsen av N. N. Beketov () av likevektsnaturen til kjemiske reaksjoner og K. M. Guldberg () og II. Waage () lov om masseaksjon. Med ankomsten av S. Arrhenius' teori om elektrolytisk dissosiasjon i 1887, fikk analytiske kjemikere en metode for effektiv kvantitativ kontroll av kjemiske reaksjoner, og fremskritt innen kjemisk termodynamikk utvidet disse mulighetene ytterligere. En betydelig rolle i utviklingen av det vitenskapelige grunnlaget for analytisk kjemi ble spilt av monografien av V. Ostwald () "Vitenskapelige grunnlag for analytisk kjemi i en elementær presentasjon," publisert i 1894. Verkene til L. V. Pisarzhevsky () og N. A. Shilova () om den elektroniske teorien om redoksprosesser.
Siden 20-tallet av XX-tallet. Kvantitativ emisjonsspektralanalyse og absorpsjonsspektroskopi begynner å utvikle seg intensivt. Enheter med fotoelektrisk opptak av lysintensitet er under utforming. I 1925 utviklet J. Heyrovsky () polarografisk analyse, som han ble tildelt Nobelprisen for i 1959. I løpet av de samme årene ble kromatografiske, radiokjemiske og mange andre analysemetoder utviklet og forbedret. Siden 1950 har metoden for atomabsorpsjonsspektroskopi foreslått av E. Walsh vært i rask utvikling.
Utviklingen av industri og vitenskap krevde nye avanserte analysemetoder fra analytisk kjemi. Det var behov for kvantitative bestemmelser av urenheter på og under nivåer. Det viste seg for eksempel at innholdet av såkalte forbudte urenheter (Cd, Pb, etc.) i rakettteknologimaterialer ikke skulle være høyere enn 10~5%, hafniuminnholdet i zirkonium, brukt som konstruksjonsmateriale i kjernefysisk teknologi, bør være mindre enn 0, 01%, og i halvlederteknologiske materialer bør urenheter ikke være mer enn 10%. Det er kjent at de halvledende egenskapene til germanium ble oppdaget først etter at prøver av dette elementet med høy renhet ble oppnådd. Zirkonium ble i utgangspunktet avvist som et strukturelt materiale i atomindustrien med den begrunnelse at det selv raskt ble radioaktivt, selv om dette ifølge teoretiske beregninger ikke skulle ha skjedd. Senere viste det seg at det ikke var zirkonium som ble radioaktivt, men den vanlige satellitten av zirkonium, hafnium, som finnes som en urenhet i zirkoniummaterialer.
Dagens analytiske kjemi er preget av mange endringer: arsenalet av analytiske metoder utvides, spesielt mot fysiske og biologiske; automatisering og matematisering av analyse; opprettelse av teknikker og midler for lokal, ikke-destruktiv, ekstern, kontinuerlig analyse; en tilnærming til å løse problemer om formene for eksistens av komponenter i analyserte prøver; fremveksten av nye muligheter for å øke følsomheten, nøyaktigheten og hastigheten på analysen; ytterligere utvidelse av utvalget av analyserte objekter. Datamaskiner er nå mye brukt, lasere gjør mange ting, laboratoriearbeid har dukket opp; Rollen til analytisk kontroll, spesielt av objekter i miljøet vårt, har økt betydelig. Interessen for metodiske problemer innen analytisk kjemi har økt. Hvordan tydelig definere emnet for denne vitenskapen, hvilken plass den inntar i systemet for vitenskapelig kunnskap, om det er grunnleggende eller anvendt vitenskap, hva som stimulerer utviklingen, disse og lignende spørsmål har vært gjenstand for mange diskusjoner.
For å bruke forhåndsvisninger av presentasjoner, opprett en Google-konto og logg på den: https://accounts.google.com
Lysbildetekster:
Kjemisk reaksjonshastighet
Forskningsmål: 1. Definere begrepet hastigheten på en kjemisk reaksjon. 2. Identifiser faktorer som påvirker hastigheten på en kjemisk reaksjon.
2CO (g) + O 2 (g) = 2CO 2 (g) 2HBr (g) ↔H 2 (g) + Br 2 (g) NaOH (r) + HCl (r) = NaCl (r) + H 2 O (l) F (sol) + S (sol) = FeS (sol) Gå til grensesnittet CaCO 3 (sol) ↔CaO (sol) + CO 2 (g) CO 2 (g) + C ( tv) = 2CO ( g) 4H 2 O (l) + 3Fe (tv) ↔4H 2 (g) + Fe 3 O 4 (tv) Klassifisering av reaksjoner etter fasesammensetning
Gjennomsnittlig hastighet for en homogen reaksjon Hastigheten til en homogen reaksjon bestemmes av endringen i konsentrasjonen av ett av stoffene per tidsenhet υ = -/+ ΔC Δt mol l s
Gjennomsnittshastigheten for en heterogen reaksjon bestemmes av endringen i mengden stoff som reagerte eller dannet seg som et resultat av reaksjonen per tidsenhet per overflateenhet Interaksjon skjer kun i grensesnittet mellom stoffene S – overflateareal
Faktorer som påvirker hastigheten på en kjemisk reaksjon Arten av de reagerende stoffene Konsentrasjon Temperatur Katalysator, inhibitor Kontaktområde Reaksjonen skjer når molekyler av reagerende stoffer kolliderer, hastigheten bestemmes av antall kollisjoner og deres styrke (energi)
Arten av reagerende stoffer Reaktiviteten til stoffer bestemmes av: naturen til kjemiske bindinger, hastigheten er større for stoffer med ioniske og kovalente polare bindinger (uorganiske stoffer), hastigheten er lavere for stoffer med kovalent lavpolare og ikke-polare bindinger (organiske stoffer) υ (Zn + HCl = H 2 + ZnCl 2 ) > υ (Zn + CH 3 COOH = H 2 + Zn(CH3COO) 2 deres struktur, er hastigheten større for metaller som gir fra seg elektroner lettere ( med en større atomradius), er hastigheten større for ikke-metaller som lettere aksepterer elektroner (med en mindre atomradius) υ (2K + 2 H 2 O = H 2 + 2KOH) > υ (2Na + 2 H 2 O = H 2 + 2 NaOH)
Jacob van't Hoff (1852-1911) Temperatur øker antallet molekylære kollisjoner. Van't Hoffs regel (formulert på grunnlag av en eksperimentell studie av reaksjoner) I temperaturområdet fra 0 ° C til 100 ° C, med en temperaturøkning for hver 10. grader, øker hastigheten på en kjemisk reaksjon med 2- 4 ganger: Van't Hoffs regel har ikke lovens kraft. Laboratorieteknologi var derfor ufullkommen: det viste seg at temperaturkoeffisienten ikke var konstant over et betydelig temperaturområde, det var umulig å studere både veldig raske reaksjoner (som skjer i millisekunder) og veldig langsomme (krever tusenvis av år) reaksjoner som involverer store molekyler; av kompleks form (for eksempel proteiner) overholder ikke van’t Hoff-regelen v = v 0 ∆ τ /10 - van’t Hoff temperaturkoeffisient
Konsentrasjon For at stoffer skal samhandle, må molekylene deres kollidere. Antall kollisjoner er proporsjonalt med antall partikler av reagerende stoffer per volumenhet, dvs. deres molare konsentrasjoner. Lov om massevirkning: Hastigheten til en elementær kjemisk reaksjon er proporsjonal med produktet av molare konsentrasjoner av de reagerende stoffene hevet til potenser lik deres koeffisienter: 1867 formulerte K. Guldberg og P. Waage loven om massevirkning a A + b B d D + f F v = k · c (A) a · c (B) b k - reaksjonshastighetskonstant (v = k ved c (A) = c (B) = 1 mol/l)
Kontaktområde Hastigheten til en heterogen reaksjon er direkte proporsjonal med kontaktoverflaten til reaktantene. Ved maling og blanding øker kontaktflaten til de reagerende stoffene, og reaksjonshastigheten øker Hastigheten til en heterogen reaksjon avhenger av: a) tilførselshastigheten av reagenser til fasegrensen. b) reaksjonshastigheten ved grensesnittet, som avhenger av arealet av denne overflaten; c) hastigheten for fjerning av reaksjonsprodukter fra fasegrensen.
Profilnivå På “3” - §13 s.126-139, eks. 1, s. 140. På “4” - §13 s.126-139, øvelser 1,2, s.140. På “5” - §13 s.126-139, øvelser 4.5, s.140. Grunnnivå På “3” - §12 s.49-55, eks. 5, s. 63. På “4” - §12 s. 49-55, oppgave 1, s.63. På “5” - §12 s. 49-55, oppgave 2, s.63.
Fortsett setningen: "I dag i klassen gjentok jeg ..." "I dag i klassen lærte jeg ..." "I dag i klassen lærte jeg ..."
http://www.hemi.nsu.ru/ucheb214.htm http://www.chem.msu.su/rus/teaching/Kinetics-online/welcome.html O.S. Gabrielyan. Kjemi. Karakter 11. Et grunnleggende nivå av. Lærebok for generelle utdanningsinstitusjoner, M., Bustard, 2010 I.I.Novoshinsky, N.S.Novoshinskaya. Kjemi. Karakter 10. Lærebok for generelle utdanningsinstitusjoner, M., "ONICS 21st century"; "Peace and Education", 2004 O.S. Gabrielyan, G.G. Lysova, A.G. Vvedenskaya. Kjemilærerhåndbok. Karakter 11. M., Bustard. 2004 K.K.Kurmasheva. Kjemi i tabeller og diagrammer. M., "Ny liste". 2003 N.B. Kovalevskaya. Kjemi i tabeller og diagrammer. M., "Forlagsskole 2000". 1998 P.A. Orzhekovsky, N.N. Bogdanova, E.Yu. Samling av oppgaver. M." Eksmo", 2011 Bilder: http://www.google.ru/ Litteratur:
Takk for leksjonen!
Om temaet: metodologisk utvikling, presentasjoner og notater
Gruppearbeid på flere nivåer med alternativer om emnet "Kemisk reaksjonshastighet. Kjemisk likevekt"....
Leksjonen ble laget i modulær teknologi på ukrainsk. Leksjonen er ledsaget av en presentasjon, som er vedlagt....
Generell leksjon om emnet "Hastighet for kjemiske reaksjoner. Kjemisk balanse". Formål: Generalisering av studentenes teoretiske kunnskap om hastigheten på kjemiske reaksjoner, faktorer som påvirker hastigheten...
Lysbilde 1
Lysbilde 2
KLASSIFISERING AV KJEMISKE REAKSJONER I HENHOLD TIL FASE (AGGREGAT TILSTAND) KJEMISKE REAKSJONER HOMOGENE HETEROGENE (reagerende stoffer og reaksjonsprodukter er i samme fase) 2SO2(g) + O2(g)=2SO3(g) HCl(l)+NaOH( =NaCl (l)+H2O Funksjon: de forekommer gjennom hele volumet av reaksjonsblandingen (reaktantene og reaksjonsproduktene er i forskjellige faser) S(fast)+O2(g)=SO2(g) Zn(fast)+2HCl (l)=ZnCl2( g)+H2(g) Funksjon: forekommer ved grensesnittet
Lysbilde 3
REAKSJONER Hastighet for homogen reaksjon Hastighet for heterogen reaksjon A (g) + B (g) = C (g) ∆V = V2-V1 ∆ t = t2-t1 V (hom) = ∆V /(∆ t * V ) C = V / V (mol/l) V (gom) = ± ∆С/ ∆ t (mol/l*s) V (het) = ± ∆V /(S*∆ t) (mol/m^2 *s)
Lysbilde 4
Faktorer som påvirker hastigheten til en kjemisk reaksjon Konsentrasjon A+B=C+D V=k[A]*[B] Reaktantenes natur Kontaktoverflatetemperaturkatalysator
Lysbilde 5
Oppgave 1 På et tidspunkt var konsentrasjonen av klor i karet der reaksjonen H2+Cl2=2HCl foregår lik 0,06 mol/l. Etter 5 sek. Klorkonsentrasjonen var 0,02 mol/l. Hva er gjennomsnittshastigheten for denne reaksjonen i den angitte tidsperioden? Gitt C1(Cl2)=0,06 mol/l C2(Cl2)=0,02 mol/l ∆ t = 5 sek. V=? Løsning H2+Cl2=2HCl V= -(C2 – C1)/ ∆ t = (0,02-0,06)/5 = = 0,008 (mol/l*s) Svar: V = 0,008 (mol/l*s)
Lysbilde 6
Oppgave 2 Hvordan vil reaksjonshastigheten FeCl3+3KCNS=Fe(CNS)3+3KCl oppstå i en vandig løsning når den reagerende blandingen fortynnes til det halve med vann Gitt C(ioner)?< 2 раза V2/V1=? Решение Fe(3+) + 3CNS(-) = Fe(CNS)3 V =k*^3 пусть до разбавления: х = Y = ^3 В результате разбавления концентрация ионов уменьшается: x/2 = y/2 = V2/V1 = k*(x/2)*(y/2)^3 = 16 Ответ: V2/V1 = 16 ^3 – в степени 3
Lysbilde 7
Oppgave 3 Hvordan vil reaksjonshastigheten endre seg når temperaturen øker fra 55 til 100 ‘C, hvis temperaturkoeffisienten for hastigheten til denne reaksjonen er 2,5? Gitt γ =2,5 t1= 55 ' t2 = 100 ' Vt2/Vt1=? Løsning = 2,5*((100-55)/10) = =25^4,5 = (5/2)^9/9= 43,7 Svar: reaksjonshastigheten øker med 43,7 ganger
Lysbilde 8
Oppgave 4 Når temperaturen øker med 30°C, øker hastigheten på en eller annen reaksjon med 64 ganger. Hva er temperaturkoeffisienten for hastigheten til denne reaksjonen? Gitt Vt2/Vt1=64 t2 = 30 ’ γ =? Løsning = γ^3 64 = γ^3 γ = 4 Svar: Temperaturkoeffisienten til reaksjonshastigheten er 4.
Lysbilde 9
Test: konsolidering av kunnskap 1. For å redusere reaksjonshastigheten er det nødvendig: a) øke konsentrasjonen av reaktanter b) introdusere en katalysator i systemet c) øke temperaturen d) senke temperaturen 2. Reaksjonen fortsetter ved høyeste hastighet: a) nøytralisering b) forbrenning av svovel i luften i ) oppløsning av magnesium i syre d) reduksjon av kobberoksid med hydrogen 3. Spesifiser en homogen reaksjon. a) CaO+H2O=Ca(OH)2 b) S+O2=SO2 c) 2CO+O2=2CO2 d) MgCO3 MgO+CO2 4. Angi den heterogene reaksjonen. a) 2CO+O2=2CO2 b) H2+Cl2=2HCl c) 2SO2+O2=2SO2 (kat V2O5) d) N2O+H2=N2+H2O 5. Merk hvilken reaksjon som er både homogen og katalytisk. a) 2SO2+O2=2SO3 (NO2 kat) b) CaO+CO2=CaCO3 c) H2+Cl2=2HCl d) N2+3H2=2NH3 (Fe kat)
Lysbilde 10
Test: konsolidering av kunnskap 6. Angi hvordan hastigheten på den bimolekylære gassreaksjonen 2NO2=N2O4 vil endre seg når konsentrasjonen av NO2 øker tre ganger. a) vil øke med 3 ganger b) vil avta med 6 ganger c) vil øke med 9 ganger d) vil øke med 6 ganger 7. Angi til hvilken prosess uttrykket for massevirkningsloven for kjemisk reaksjonshastighet V= k^x tilsvarer. a) S+O2=SO2 b) 2H2+O2=2H2O c) 2CO+O2=2CO2 d) N2+O2=2NO 8. Legg merke til hastigheten på hvilken prosess som ikke endres hvis trykket i reaksjonsbeholderen økes (t uendret). a) 2NO+O2=2NO2 b) H2+Cl2=2HCl c) CaO+H2O=Ca(OH)2 d) N2O4=2NO2 9. Regn ut hva temperaturkoeffisienten til reaksjonshastigheten er, hvis når temperaturen synker med 40 Det er farten redusert med 81 ganger.
For å bruke forhåndsvisninger av presentasjoner, opprett en Google-konto og logg på den: https://accounts.google.com
Lysbildetekster:
Kjemiske reaksjonshastighet Kjemisk kinetikk studerer hastigheten og mekanismene til kjemiske reaksjoner
Homogene og heterogene systemer Heterogene systemer Fase er helheten av alle homogene deler av systemet, identiske i sammensetning og i alle fysiske og kjemiske egenskaper og avgrenset fra andre deler av systemet av et grensesnitt. Homogene systemer består av én fase
Hastighet for kjemiske reaksjoner (for homogene systemer) A + B = D + G C 0 = 0,5 mol/l C 1 = 5 mol/l t = 10 s
Hastighet for kjemiske reaksjoner (for homogene systemer) A + B = D + G C 0 = 2 mol/l C 1 = 0,5 mol/l t = 10 s (for heterogene systemer)
Faktorer som reaksjonshastigheten avhenger av Arten av de reagerende stoffene Konsentrasjon av stoffer i systemet Overflateareal (for heterogene systemer) Temperatur Tilgjengelighet av katalysatorer Forsøk: påvirkning av konsentrasjon Forsøk: alkalimetaller reagerer med vann Rubidium og cesium med vann
Effekt av temperatur Van't Hoffs regel Når systemet varmes opp med 10 ˚C, øker reaksjonshastigheten 2-4 ganger - Van't Hoff temperaturkoeffisient Jacob Van't Hoff (1852-1911)
Katalyse Jens Jakob Berzelius introduserte begrepet "katalyse" i 1835. En katalysator er et stoff som endrer reaksjonshastigheten, deltar i reaksjonens mellomstadier, men er ikke en del av reaksjonsproduktene. 2SO 2 (g.) + O 2 (g.) 2SO 3 (g.) 2) SO 2 (g.) + NO 2 (g.) SO 3 (g.) + NO (g.) 1) 2 NO (g) + O 2 (g) 2NO 2 (g) Wilhelm Ostwald 1909 – Nobelprisen "til anerkjennelse av arbeidet med katalyse"
Mekanismen for dekomponering av hydrogenperoksid 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 Se eksperimentet "Dekomponering av hydrogenperoksid" Gå til emnet "katalyse"
Dekomponering av H 2 O 2 i nærvær av 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+ = H2O. . . . . . Sammenlign med en mekanisme uten katalysator
17 hvite kameler Kai Linderström-Lang (1896-1959) Lignelse om katalyse + 1 svart kamel 1/2 1/3 1/9 18 9 6 2 17 + 1 svart kamel
Terminologi Katalyse, katalysator Inhibitor Promoters Katalytiske giftstoffer Homogen og heterogen katalyse Enzymer
Egenskaper ved enzymatisk katalyse Høy selektivitet og spesifisitet av katalysatoren Strenge krav til reaksjonsbetingelser Klassifisering av enzymer Oksyreduktaser Transferaser Hydrolaser Lyaser Isomeraser Ligaser (syntetaser)
Nå til Unified State Exam-spørsmålene!
A20-2008-1 Hastigheten av den kjemiske reaksjonen mellom en løsning av svovelsyre og jern påvirkes ikke av 1) syrekonsentrasjon 2) maling av jern 3) reaksjonstemperatur 4) økning i trykk
A20-2008-2 For å øke hastigheten på den kjemiske reaksjonen Mg (faststoff) + 2 H + = Mg 2+ + H 2 (g), er det nødvendig å 1) tilsette flere stykker magnesium 2) øke konsentrasjonen av hydrogen ioner 3) redusere temperaturen 4) øke magnesiumionekonsentrasjonen
A20-2008-3 Med høyest hastighet under normale forhold skjer reaksjonen 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 For å øke reaksjonshastigheten 2CO + O 2 = 2CO 2 + Q er det nødvendig å 1) øke konsentrasjonen av CO 2) redusere konsentrasjonen av O 2 3) senke trykket 4) senke temperaturen
A20-2008- 5 For å øke reaksjonshastigheten Zn (fast stoff) + 2 H + = Zn 2+ + H 2 (g) er det nødvendig å 1) redusere konsentrasjonen av sinkioner 2) øke konsentrasjonen av hydrogenioner 3) redusere temperaturen 4) øke konsentrasjonen sinkioner
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) Med høyeste hastighet kl. normale forhold reaksjonen oppstår