Zv??enie r?chlosti reakcie so zvy?uj?cou sa teplotou je zvy?ajne charakterizovan? teplotn?m koeficientom r?chlosti reakcie, ??slom, ktor? ukazuje, ko?kokr?t sa r?chlos? danej reakcie zvy?uje so zv??en?m teploty syst?mu o 10 ° C. Teplotn? koeficient r?znych reakci? je odli?n?. Pri be?n?ch teplot?ch je jeho hodnota pre v???inu reakci? v rozmedz? 2 ... 4.

Teplotn? koeficient sa ur?uje v s?lade s takzvan?m „van't Hoffov?m pravidlom“, ktor? je matematicky vyjadren? rovnicou

v 2 /v 1 = g ( T 2 – T 1)/10 ,

kde v 1 a v 2 – reak?n? r?chlosti pri teplot?ch T 1 a T 2; g je teplotn? koeficient reakcie.

Tak?e napr?klad, ak g = 2, potom pre T 2 - T 1 = 50 °C v 2 /v 1 = 2 5 = 32, t.j. reakcia sa zr?chlila 32-kr?t a toto zr?chlenie v ?iadnom pr?pade nez?vis? od absol?tnych hodn?t T 1 a T 2, ale len na ich rozdiel.

aktiva?n? energia, rozdiel medzi hodnotami priemernej energie ?ast?c (molek?l, radik?lov, i?nov at?.) vstupuj?cich do element?rneho aktu chemickej reakcie a priemernou energiou v?etk?ch ?ast?c v reaguj?com syst?me. Pre r?zne chemick? reakcie E. a. sa zna?ne l??i - od nieko?k?ch po ~ 10 j./mol. Pre rovnak? chemick? reakciu je hodnota E. a. z?vis? od typu distribu?n?ch funkci? molek?l z h?adiska energi? ich transla?n?ho pohybu a vn?torn?ch stup?ov vo?nosti (elektronick?, vibra?n?, rota?n?). Ako ?tatistick? hodnotu E. a. treba odl??i? od prahovej energie alebo energetickej bari?ry – minim?lnej energie, ktor? mus? ma? jeden p?r zr??aj?cich sa ?ast?c, aby prebehla dan? element?rna reakcia.

Arrheniova rovnica, teplotn? z?vislos? r?chlostnej kon?tanty do element?rna chem. reakcie:

kde A je preexponenci?lny faktor (rozmer je rovnak? ako rozmer k), E a-aktiva?n? energia, zvy?ajne prij?maj?ca pozit?vnu. hodnoty, T-abs. teplota, k-Boltzmannova kon?tanta. Je zvykom citova? E a na molekulu. a na po?te ?ast?c N A\u003d 6,02 * 10 23 (Avogadrova kon?tanta) a vyjadren? v kJ / mol; v t?chto pr?padoch v Arrheniovej rovnici hodnota k vyme?te plynov? kon?tantu R. Graf 1k verzus 1 /kT(Arrhenius graf) - priamka, ktorej negat?vny sklon je ur?en? aktiva?nou energiou E a a charakterizuje pozit?vne. teplotn? z?vislos? do.

Katalyz?tor Chemick? l?tka, ktor? ur?ch?uje reakciu, ale nie je s??as?ou reak?n?ch produktov. Mno?stvo katalyz?tora sa na rozdiel od in?ch ?inidiel po reakcii nemen?. Je d?le?it? pochopi?, ?e katalyz?tor sa podie?a na reakcii. Pri poskytnut? r?chlej?ieho sp?sobu reakcie katalyz?tor reaguje s v?chodiskov?m materi?lom, v?sledn? medziproduktov? zl??enina podlieha transform?ci?m a nakoniec sa rozdel? na produkt a katalyz?tor. Potom katalyz?tor op?? reaguje s v?chodiskov?m materi?lom a tento katalytick? cyklus sa mnohokr?t (a? mili?nkr?t) opakuje [ zdroj?] sa opakuje.

Katalyz?tory s? klasifikovan? do homog?nne a heterog?nne. Homog?nny katalyz?tor je v rovnakej f?ze s reaktantmi, heterog?nny tvor? nez?visl? f?zu oddelen? rozhran?m od f?zy, v ktorej sa nach?dzaj? reaktanty. Typick?mi homog?nnymi katalyz?tormi s? kyseliny a z?sady. Ako heterog?nne katalyz?tory sa pou??vaj? kovy, ich oxidy a sulfidy.

Reakcie rovnak?ho typu m??u prebieha? s homog?nnymi aj heterog?nnymi katalyz?tormi. Spolu s kysl?mi roztokmi sa teda pou??vaj? pevn? Al203, Ti02, Th02, hlinitokremi?itany a zeolity s kysl?mi vlastnos?ami. Heterog?nne katalyz?tory so z?kladn?mi vlastnos?ami: CaO, BaO, MgO.

Heterog?nne katalyz?tory maj? spravidla vysoko vyvinut? povrch, pre ktor? s? distribuovan? na inertnom nosi?i (silikag?l, oxid hlinit?, akt?vne uhlie at?.).

Pre ka?d? typ reakcie s? ??inn? len ur?it? katalyz?tory. Okrem u? spom?nan?ch acidob?zick?, existuj? katalyz?tory redox; s? charakterizovan? pr?tomnos?ou prechodn?ho kovu alebo jeho zl??eniny (Co +3, V 2 O 5 + MoO 3). V tomto pr?pade sa katal?za uskuto??uje zmenou oxida?n?ho stavu prechodn?ho kovu.

Disperzn? syst?m- s? to ?tvary dvoch alebo viacer?ch f?z (telies), ktor? sa v?bec alebo prakticky nemie?aj? a navz?jom chemicky nereaguj?. Prv? z l?tok dispergovan? f?za) je jemne rozlo?en? v druhej ( disperzn? m?dium). Ak existuje viacero f?z, mo?no ich od seba fyzicky oddeli? (odstre?ovan?m, separ?ciou a pod.).

Dispergovan? syst?my s? zvy?ajne koloidn? roztoky, s?ly. Dispergovan? syst?my zah??aj? aj pr?pad pevn?ho dispergovan?ho m?dia, v ktorom sa nach?dza dispergovan? f?za.

Najv?eobecnej?ia klasifik?cia disperzn?ch syst?mov je zalo?en? na rozdiele v stave agreg?cie disperzn?ho prostredia a dispergovanej f?zy. Kombin?cie troch typov agreg?tneho stavu umo??uj? rozl??i? dev?? typov rozpt?len?ch syst?mov. Kv?li stru?nosti sa zvy?ajne ozna?uj? zlomkom, ktor?ho ?itate? ozna?uje dispergovan? f?zu a menovate? ozna?uje disperzn? m?dium, napr?klad pre syst?m „plyn v kvapaline“ sa pou??va ozna?enie G/L.

koloidn? roztoky. Koloidn? stav je charakteristick? pre mnoh? l?tky, ak ich ?astice maj? ve?kos? 1 a? 500 nm. Je ?ahk? uk?za?, ?e celkov? povrch t?chto ?ast?c je obrovsk?. Ak predpoklad?me, ?e ?astice maj? tvar gule s priemerom 10 nm, potom s celkov?m objemom t?chto ?astice 1 cm 3 bud? ma?

plocha cca 10 m2. Ako u? bolo spomenut?, povrchov? vrstva sa vyzna?uje povrchovou energiou a schopnos?ou adsorbova? ur?it? ?astice vr?tane i?nov

z roztoku. Charakteristick?m znakom koloidn?ch ?ast?c je pr?tomnos? n?boja na ich povrchu v d?sledku selekt?vnej adsorpcie i?nov. Koloidn? ?astica m? zlo?it? ?trukt?ru. Zah??a jadro, adsorbovan? i?ny, proti?ny a rozp???adlo. Existuj? lyofiln? (guid.

rofiln?) koloidy, v ktor?ch rozp???adlo interaguje s jadrami ?ast?c, ilnof?bne (hydrof?bne) koloidy, v ktor?ch rozp???adlo neinteraguje s jadrami

?astice. Rozp???adlo je zahrnut? v kompoz?cii hydrof?bnych ?ast?c len ako solv?tov? obal adsorbovan?ch i?nov alebo v pr?tomnosti stabiliz?torov (tenzidov) s lyof?bnymi a lyofiln?mi ?as?ami.

Tu je nieko?ko pr?kladov koloidn?ch ?ast?c:

Ako. mo?no vidie?, ?e jadro pozost?va z elektricky neutr?lneho agreg?tu ?ast?c s adsorbovan?mi i?nmi prvkov, ktor? tvoria jadro (v t?chto pr?kladoch i?ny Ag +, HS-, Fe3+). Koloidn? ?astica m? okrem jadra protii?ny a molekuly rozp???adla. Adsorbovan? i?ny a protii?ny tvoria adsorbovan? vrstvu s rozp???adlom. Celkov? n?boj ?astice sa rovn? rozdielu medzi n?bojmi adsorbovan?ch i?nov a protii?nov. Okolo ?ast?c je dif?zna vrstva i?nov, ktor?ch n?boj sa rovn? ??slu koloidnej ?astice. Koloidn? ?astice a dif?zne vrstvy tvoria elektricky neutr?lnu micelu

Micely(zdrobnenina lat. s?uda- ?astica, zrno) - ?astice v koloidn?ch syst?moch, pozost?vaj? z ve?mi mal?ho jadra nerozpustn?ho v danom prostred?, obklopen?ho stabiliza?n?m obalom adsorbovan?ch i?nov a molek?l rozp???adla. Napr?klad micela sulfidu arz?nu m? ?trukt?ru:

((As 2 S 3) m nHS - (n-x)H+) X- xH+

Priemern? ve?kos? miciel je od 10 -5 do 10 -7 cm.

Koagul?cia- rozdelenie koloidn?ho roztoku na dve f?zy - rozp???adlo a ?elat?nov? hmotu, alebo zahustenie roztoku v d?sledku zhrubnutia ?ast?c rozpustenej l?tky

Peptiz?cia je proces prechodu koloidnej zrazeniny alebo g?lu na koloidn? roztok p?soben?m kvapaliny alebo l?tok do nej pridan?ch, ktor? s? zrazeninou alebo g?lom dobre adsorbovan?, v tomto pr?pade naz?van? peptiz?ry (napr?klad peptiz?cia tukov pod p?sobenie ?l?e).
Peptiz?cia - odde?ovanie zhlukov ?ast?c g?lov (r?sol) alebo vo?n?ch sedimentov pod vplyvom ur?it?ch l?tok - peptiz?rov po koagul?cii koloidn?ch roztokov. V d?sledku peptiz?cie prech?dza zrazenina (alebo g?l) do suspendovan?ho stavu.

RIE?ENIA, jednof?zov? syst?my pozost?vaj?ce z dvoch alebo viacer?ch komponentov. Pod?a ich stavu agreg?cie m??u by? roztoky pevn?, kvapaln? alebo plynn?.

Rozpustnos?, schopnos? l?tky vytv?ra? s inou l?tkou (alebo l?tkami) homog?nne zmesi s rozpt?len?m rozlo?en?m zlo?iek (pozri Roztoky). Zvy?ajne sa za rozp???adlo pova?uje l?tka, ktor? existuje vo svojej ?istej forme v rovnakom stave agreg?cie ako v?sledn? roztok. Ak boli pred rozpusten?m obe l?tky v rovnakom stave agreg?cie, za rozp???adlo sa pova?uje l?tka pr?tomn? v zmesi vo v?razne v???om mno?stve.

Rozpustnos? je ur?en? fyzik?lnou a chemickou afinitou molek?l rozp???adla a rozpustenej l?tky, pomerom energi? interakciou homog?nnych a nepodobn?ch zlo?iek roztoku. Spravidla s? navz?jom dobre rozpustn?, fyzik?lne podobn?. a chem. vlastnosti hmoty (empirick? pravidlo „podobn? sa rozp???a v podobnom“). Najm? l?tky pozost?vaj?ce z pol?rnych molek?l a l?tky s typom i?novej v?zby s? dobre sol. v pol?rnych rozp???adl?ch (voda, etanol, kvapaln? amoniak), a nepol?rne l?tky s? dobre sol. v nepol?rnych rozp???adl?ch (benz?n, s?rouhl?k).

Rozpustnos? danej l?tky z?vis? od teploty a tlaku zodpoved? v?eobecn?mu princ?pu posunu rovnov?h (pozri Le Chatelier-Brownov princ?p). Koncentr?cia nas?ten?ho roztoku za dan?ch podmienok ??selne ur?uje R. l?tky v danom rozp???adle a je aj tzv. rozpustnos?. Pres?ten? roztoky obsahuj? v???ie mno?stvo rozpustenej l?tky, ako zodpoved? jej rozpustnosti, existencia pres?ten?ch roztokov je dan? kinetikou. ?a?kosti s kry?taliz?ciou (pozri Vznik novej f?zy). Na charakteriz?ciu rozpustnosti slabo rozpustn?ch l?tok sa pou??va s??in aktiv?t PA (pri roztokoch bl?zkych svojimi vlastnos?ami ide?lu s??in rozpustnosti PR).

Probl?m 336.
Pri 150 °C je ur?it? reakcia dokon?en? za 16 min?t. Ak vezmeme teplotn? koeficient r?chlosti reakcie rovn? 2,5, vypo??tame, ako dlho t?to reakcia skon??, ak sa uskuto?n?: a) pri 20 0 °С; b) pri 80 °C.
Rie?enie:
Pod?a van't Hoffovho pravidla je z?vislos? r?chlosti od teploty vyjadren? rovnicou:

vt a kt - r?chlos? a r?chlostn? kon?tanta reakcie pri teplote t°C; v (t + 10) ak (t + 10) rovnak? hodnoty pri teplote (t + 10 0 C); - teplotn? koeficient r?chlosti reakcie, ktor?ho hodnota pre v???inu reakci? le?? v rozmedz? 2 - 4.

a) Vzh?adom na to, ?e r?chlos? chemickej reakcie pri danej teplote je nepriamo ?mern? d??ke jej priebehu, dosad?me ?daj uveden? v podmienke ?lohy do vzorca, ktor? kvantitat?vne vyjadruje van't Hoffovo pravidlo, dostaneme :

b) Ke??e t?to reakcia prebieha s poklesom teploty, potom pri danej teplote je r?chlos? tejto reakcie priamo ?mern? dobe jej priebehu, dosad?me ?daje uveden? v podmienke ?lohy do vzorca, ktor? kvantitat?vne vyjadruje van't Hoffovo pravidlo, dostaneme:

Odpove?: a) pri 200 0 С t2 = 9,8 s; b) pri 80 0 С t3 = 162 h 1 min 16 s.

Probl?m 337.
Zmen? sa hodnota kon?tanty r?chlosti reakcie: a) pri v?mene jedn?ho katalyz?tora za in?; b) ke? sa zmenia koncentr?cie reaktantov?
Rie?enie:
Reak?n? r?chlostn? kon?tanta je hodnota, ktor? z?vis? od povahy reaktantov, od teploty a od pr?tomnosti katalyz?torov a nez?vis? od koncentr?cie reaktantov. M??e sa rovna? r?chlosti reakcie v pr?pade, ke? sa koncentr?cie reaktantov rovnaj? jednotke (1 mol/l).

a) Ke? je jeden katalyz?tor nahraden? in?m, r?chlos? danej chemickej reakcie sa zmen?, alebo sa zv??i. Ak sa pou?ije katalyz?tor, r?chlos? chemickej reakcie sa zv??i, potom sa pod?a toho zv??i aj hodnota kon?tanty r?chlosti reakcie. Zmena hodnoty reak?nej r?chlostnej kon?tanty nastane aj vtedy, ke? sa jeden katalyz?tor nahrad? in?m, ?o zv??i alebo zn??i r?chlos? tejto reakcie v porovnan? s p?vodn?m katalyz?torom.

b) Ke? sa zmen? koncentr?cia reaktantov, hodnoty reak?nej r?chlosti sa zmenia a hodnota kon?tanty reak?nej r?chlosti sa nezmen?.

Probl?m 338.
Z?vis? tepeln? ??inok reakcie od jej aktiva?nej energie? Odpove? zd?vodnite.
Rie?enie:
Tepeln? ??inok reakcie z?vis? len od po?iato?n?ho a kone?n?ho stavu syst?mu a nez?vis? od medzistup?ov procesu. Aktiva?n? energia je nadbyto?n? energia, ktor? musia ma? molekuly l?tok, aby ich zr??ka viedla k vytvoreniu novej l?tky. Aktiva?n? energia sa m??e meni? zv??en?m alebo zn??en?m teploty, pr?padne jej zn??en?m alebo zv??en?m. Katalyz?tory zni?uj? aktiva?n? energiu, zatia? ?o inhib?tory ju zni?uj?.

Zmena aktiva?nej energie teda vedie k zmene r?chlosti reakcie, ale nie k zmene reak?n?ho tepla. Tepeln? ??inok reakcie je kon?tantn? hodnota a nez?vis? od zmeny aktiva?nej energie pre dan? reakciu. Napr?klad reakcia na tvorbu amoniaku z dus?ka a vod?ka je:

T?to reakcia je exotermick?, > 0). Reakcia prebieha s poklesom po?tu m?lov reaguj?cich ?ast?c a po?tu m?lov plynn?ch l?tok, ??m sa syst?m dost?va z menej stabiln?ho stavu do stabilnej?ieho, entropia kles?,< 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:

Probl?m 339.
Pre ktor? reakciu, priamu alebo reverzn?, je aktiva?n? energia v???ia, ak priama reakcia prebieha s uvo??ovan?m tepla?
Rie?enie:
Rozdiel medzi aktiva?n?mi energiami priamych a reverzn?ch reakci? sa rovn? tepeln?mu ??inku: H \u003d E a (pr.) - E a (arr.) . T?to reakcia prebieha za uvo?nenia tepla, t.j. je exotermick?,< 0 Исходя из этого, энергия активации прямой реакции имеет меньшее значение, чем энергия активации обратной реакции:
E a (napr.)< Е а(обр.) .

odpove?: E a (napr.)< Е а(обр.) .

Probl?m 340.
Ko?kokr?t sa zv??i r?chlos? reakcie prebiehaj?cej pri 298 K, ak sa jej aktiva?n? energia zn??i o 4 kJ/mol?
Rie?enie:
Ozna?me pokles aktiva?nej energie pomocou Ea a r?chlostn? kon?tanty reakcie pred a po poklese aktiva?nej energie pomocou k a k. Pomocou Arrheniovej rovnice z?skame:

Ea je aktiva?n? energia, k a k" s? kon?tanty r?chlosti reakcie, T je teplota v K (298).
Dosaden?m ?dajov ?lohy do poslednej rovnice a vyjadren?m aktiva?nej energie v jouloch vypo??tame zv??enie r?chlosti reakcie:

Odpove?: 5-kr?t.

Teplota a reak?n? r?chlos?

Pri pevnej teplote je mo?n? reakcia, ak interaguj?ce molekuly maj? ur?it? mno?stvo energie. Arrhenius to nazval prebyto?nou energiou aktiva?nej energie a samotn? molekuly aktivovan?.

Pod?a Arrhenia r?chlostn? kon?tanta k a aktiva?nej energie E a s?visia vz?ahom naz?van?m Arrheniova rovnica:

Tu A je predexponenci?lny faktor, R je univerz?lna plynov? kon?tanta, T je absol?tna teplota.

Pri kon?tantnej teplote teda ur?uje r?chlos? reakcie E a. Viac E a??m je po?et akt?vnych molek?l men?? a reakcia prebieha pomal?ie. Pri zni?ovan? E a r?chlos? sa zvy?uje a E a= 0 reakcia prebieha okam?ite.

Hodnota E a charakterizuje charakter reaguj?cich l?tok a ur?uje sa experiment?lne zo z?vislosti k = f(T). Zist?me, ?e rovnicu (5.3) zap??eme v logaritmickom tvare a vyrie?ime pre kon?tanty pri dvoch teplot?ch E a:

g je teplotn? koeficient r?chlosti chemickej reakcie. Van't Hoffovo pravidlo m? obmedzen? aplik?ciu, preto?e hodnota g z?vis? od teploty a mimo oblasti E a= 50–100 kJ ? mol–1 toto pravidlo nie je v?bec splnen?.

Na obr. 5.4 je vidie?, ?e energia vynalo?en? na prenos po?iato?n?ch produktov do akt?vneho stavu (A * - aktivovan? komplex) je potom ?plne alebo ?iasto?ne reemitovan? pri prechode na fin?lne produkty. Rozdiel medzi energiami po?iato?n?ho a kone?n?ho produktu ur?uje D H reakcia, ktor? nez?vis? od aktiva?nej energie.

Syst?m teda na ceste z po?iato?n?ho stavu do kone?n?ho stavu mus? prekona? energetick? bari?ru. Iba akt?vne molekuly maj? v momente zr??ky potrebn? energetick? prebytok rovn? E a, m??e prekona? t?to bari?ru a vst?pi? do chemickej interakcie. So st?paj?cou teplotou sa zvy?uje podiel akt?vnych molek?l v reak?nom m?diu.

Preexponenci?lny multiplik?torA charakterizuje celkov? po?et zr??ok. Pre reakcie s jednoduch?mi molekulami A bl?zko teoretickej zr??kovej ve?kosti Z, t.j. A = Z vypo??tan? z kinetickej te?rie plynov. Pre zlo?it? molekuly A ? Z, preto je potrebn? zavies? st?rick? faktor P:

Tu Z je po?et v?etk?ch kol?zi?, P je podiel priestorovo priazniv?ch zr??ok (nadob?da hodnoty od 0 do ), je podiel akt?vnych, t.j. energeticky priazniv?ch zr??ok.

Dimenzia r?chlostnej kon?tanty sa z?ska zo vz?ahu

Anal?zou v?razu (5.3) dospejeme k z?veru, ?e existuj? dve z?kladn? mo?nosti na ur?chlenie reakcie:
a) zv??enie teploty,
b) pokles aktiva?nej energie.

?lohy a testy na t?mu "Chemick? kinetika. Teplota a reak?n? r?chlos?"

• R?chlos? chemickej reakcie. Katalyz?tory - Klasifik?cia chemick?ch reakci? a ich priebeh 8.–9. ro?n?k

  Lekcie: 5 ?lohy: 8 Kv?zy: 1

?loha ?. 1. Interakcia s vo?n?m kysl?kom vedie k tvorbe vysoko toxick?ho oxidu dusi?it?ho / /, t?to reakcia s?ce prebieha za fyziologick?ch podmienok pomaly a pri n?zkych koncentr?ci?ch nezohr?va v?znamn? ?lohu pri toxickom po?koden? buniek, ale patog?nne ??inky sa prudko zvy?uj? s jeho hyperprodukcia. Ur?te, ko?kokr?t sa zv??i r?chlos? interakcie oxidu dusnat?ho (II) s kysl?kom, ke? sa tlak v zmesi po?iato?n?ch plynov zdvojn?sob?, ak r?chlos? reakcie je op?san? rovnicou ?

Rie?enie.

1. Zdvojn?sobenie tlaku sa rovn? zdvojn?sobeniu koncentr?cie ( s) a . Preto miery interakcie zodpovedaj? a bud? ma? v s?lade so z?konom hromadnej akcie v?razy: a

Odpove?. R?chlos? reakcie sa zv??i 8-kr?t.

?loha ?. 2. Predpoklad? sa, ?e koncentr?cia chl?ru (zelenkast? plyn so ?tip?av?m z?pachom) vo vzduchu nad 25 ppm je ?ivotu a zdraviu nebezpe?n?, existuj? v?ak d?kazy, ?e ak sa pacient prebral z ak?tnej ?a?kej otravy t?mto plynom, m??e sa sta?, ?e sa mu podar? dosta? sa do kontaktu s t?mto plynom. potom nie s? pozorovan? ?iadne rezidu?lne ??inky. Ur?te, ako sa zmen? r?chlos? reakcie: , prebiehaj?ca v plynnej f?ze, ak sa zv??i o faktor 3: koncentr?cia , koncentr?cia , 3) tlak / /?

Rie?enie.

1. Ak ozna??me koncentr?cie, respekt?ve cez a , potom v?raz pre r?chlos? reakcie bude ma? tvar: .

2. Po zv??en? koncentr?ci? o faktor 3 bud? rovnak? pre a pre . Preto v?raz pre r?chlos? reakcie bude ma? tvar: 1) 2)

3. Zv??enie tlaku zvy?uje koncentr?ciu plynn?ch reaktantov o rovnak? hodnotu

4. N?rast reak?nej r?chlosti v porovnan? s po?iato?nou je ur?en? pomerom, resp.: 1) , 2) , 3) .

Odpove?. R?chlos? reakcie sa zv??i: 1) , 2) , 3) kr?t.

?loha ?. 3. Ako sa zmen? r?chlos? interakcie v?chodiskov?ch l?tok so zmenou teploty z na, ak je teplotn? koeficient reakcie 2,5?

Rie?enie.

1. Teplotn? koeficient ukazuje, ako sa r?chlos? reakcie men? so zmenou teploty pre ka?d? (van't Hoffovo pravidlo):.

2. Ak je zmena teploty: , potom ber?c do ?vahy skuto?nos?, ?e , dostaneme: . Preto, .

3. Pod?a tabu?ky antilogaritmov zist?me: .

Odpove?. So zmenou teploty (t.j. so zv??en?m) sa r?chlos? zv??i 67,7-kr?t.

?loha ?. 4. Vypo??tajte teplotn? koeficient r?chlosti reakcie s vedom?m, ?e ke? teplota st?pa, r?chlos? sa zvy?uje 128-n?sobne.

Rie?enie.

1. Z?vislos? r?chlosti chemickej reakcie od teploty vyjadruje van't Hoffovo pravidlo:

.Pri rie?en? rovnice pre , zist?me: , . Preto = 2

Odpove?. =2.

?loha ??slo 5. Pre jednu z reakci? boli ur?en? dve r?chlostn? kon?tanty: pri 0,00670 a pri 0,06857. Ur?te r?chlostn? kon?tantu tej istej reakcie pri .

Rie?enie.

1. Na z?klade dvoch hodn?t kon?t?nt r?chlosti reakcie pomocou Arrheniovej rovnice ur??me aktiva?n? energiu reakcie: . Pre tento pr?pad: Preto: J/mol.

2. Vypo??tajte reak?n? r?chlostn? kon?tantu pri , pomocou r?chlostnej kon?tanty at a Arrheniovej rovnice vo v?po?toch: . Pre tento pr?pad: a vzh?adom na to, ?e: , dostaneme: . v d?sledku toho

Odpove?.

V?po?et chemickej rovnov??nej kon?tanty a ur?enie smeru rovnov??neho posunu pod?a Le Chatelierovho princ?pu .

?loha ??slo 6. Oxid uhli?it? / / na rozdiel od oxidu uho?nat?ho / / nenar??a fyziologick? funkcie a anatomick? integritu ?iv?ho organizmu a ich dusiv? ??inok je sp?soben? len pr?tomnos?ou vysokej koncentr?cie a zn??en?m percenta kysl?ka vo vdychovanom vzduchu. ?o sa rovn? reak?n? rovnov??na kon?tanta / /: pri teplote vyjadrenej ako: a) parci?lne tlaky reaktantov; b) ich mol?rne koncentr?cie , pri?om vieme, ?e zlo?enie rovnov??nej zmesi je vyjadren? v objemov?ch zlomkoch: , a , a celkov? tlak v syst?me je Pa?

Rie?enie.

1. Parci?lny tlak plynu sa rovn? celkov?mu tlaku vyn?soben?mu objemov?m zlomkom plynu v zmesi, tak?e:

2. Dosaden?m t?chto hodn?t do v?razu pre rovnov??nu kon?tantu dostaneme:

3. Vz?ah medzi a je stanoven? na z?klade Mendelejevovej Clapeyronovej rovnice pre ide?lne plyny a je vyjadren? rovnos?ou: , kde je rozdiel medzi po?tom m?lov plynn?ch reak?n?ch produktov a plynn?ch v?chodiskov?ch l?tok. Pre t?to reakciu: potom: .

Odpove?. Pa. .

?loha ??slo 7. Ktor?m smerom sa posunie rovnov?ha v nasleduj?cich reakci?ch:

3. ;

a) so zv??en?m teploty, b) s poklesom tlaku, c) so zv??en?m koncentr?cie vod?ka?

Rie?enie.

1. Chemick? rovnov?ha v syst?me je nastolen? st?los?ou vonkaj??ch parametrov (a pod.). Ak sa tieto parametre zmenia, syst?m opust? rovnov??ny stav a za?ne prevl?da? priama (doprava) alebo sp?tn? reakcia (do?ava). Vplyv r?znych faktorov na posun rovnov?hy sa odr??a v Le Chatelierovom princ?pe.

2. Zv??te vplyv v?etk?ch 3 faktorov ovplyv?uj?cich chemick? rovnov?hu na vy??ie uveden? reakcie.

a) S n?rastom teploty sa rovnov?ha pos?va smerom k endotermickej reakcii, t.j. reakcia, ktor? prebieha pri absorpcii tepla. 1. a 3. reakcia s? exotermick? / /, preto sa so zv??en?m teploty posunie rovnov?ha smerom k reverznej reakcii a v 2. reakcii / / - k priamej reakcii.

b) Pri poklese tlaku sa rovnov?ha posunie smerom k zv??eniu po?tu m?lov plynov, t.j. smerom k vy??iemu tlaku. V 1. a 3. reakcii bude ma? ?av? a prav? strana rovnice rovnak? po?et m?lov plynov (2-2 a 1-1). Tak?e zmena tlaku nesp?sob? posuny rovnov?hy v syst?me. V 2. reakcii s? 4 m?ly plynov na ?avej strane a 2 m?ly na pravej strane, preto, ke? tlak kles?, rovnov?ha sa posunie smerom k reverznej reakcii.

v) S n?rastom koncentr?cie reak?n?ch zlo?iek sa rovnov?ha pos?va smerom k ich spotrebe. V 1. reakcii je vod?k v produktoch a zv??enie jeho koncentr?cie podpor? sp?tn? reakciu, po?as ktorej sa spotrebuje. V 2. a 3. reakcii je vod?k medzi v?chodiskov?mi l?tkami, preto zv??enie jeho koncentr?cie pos?va rovnov?hu smerom k reakcii prebiehaj?cej so spotrebou vod?ka.

Odpove?.

a) So zv??en?m teploty v reakci?ch 1 a 3 sa rovnov?ha posunie do?ava a v reakcii 2 doprava.

b) Reakcie 1 a 3 nebud? ovplyvnen? poklesom tlaku a v reakcii 2 sa rovnov?ha posunie do?ava.

c) Zv??enie teploty v reakci?ch 2 a 3 bude ma? za n?sledok posun rovnov?hy doprava a v reakcii 1 do?ava.

1.2. Situa?n? ?lohy №№ od 7. do 21 materi?l spevni? (vykona? v protokol?rnom zo?ite).

?loha ??slo 8. Ako sa zmen? r?chlos? oxid?cie gluk?zy v tele s poklesom teploty z na, ak je teplotn? koeficient r?chlosti reakcie 4?

?loha ??slo 9.Pomocou pribli?n?ho van't Hoffovho pravidla vypo??tajte, o ko?ko je potrebn? zv??i? teplotu, aby sa r?chlos? reakcie zv??ila 80-kr?t? Vezmite teplotn? koeficient r?chlosti rovn? 3.

?loha ??slo 10. Na praktick? zastavenie reakcie sa pou??va r?chle ochladenie reak?nej zmesi („zmrazenie reakcie“). Ur?te, ko?kokr?t sa zmen? r?chlos? reakcie, ke? sa reak?n? zmes ochlad? zo 40 na , ak je teplotn? koeficient reakcie 2,7.

?loha ??slo 11. Izotop pou??van? na lie?bu ur?it?ch n?dorov m? pol?as rozpadu 8,1 d?a. Po akom ?ase sa obsah r?dioakt?vneho j?du v tele pacienta zn??i 5-kr?t?

?loha ??slo 12. Hydrol?za niektor?ch syntetick?ch horm?nov (farmaceutick?ch) je reakciou prv?ho poriadku s r?chlostnou kon?tantou 0,25 (). Ako sa zmen? koncentr?cia tohto horm?nu po 2 mesiacoch?

?loha ??slo 13. Pol?as rozpadu r?dioakt?vnej l?tky je 5600 rokov. V ?ivom organizme sa v?aka l?tkovej premene udr?iava kon?tantn? mno?stvo. V pozostatkoch mamuta bol obsah z origin?lu. Kedy ?il mamut?

?loha ??slo 14. Pol?as rozpadu insektic?du (pestic?du pou??van?ho na kontrolu hmyzu) je 6 mesiacov. Ur?it? mno?stvo sa ho dostalo do n?dr?e, kde sa stanovila koncentr?cia mol/l. Ako dlho trv?, k?m koncentr?cia insektic?du klesne na ?rove? mol/l?

?loha ??slo 15. Tuky a uh?ohydr?ty sa oxiduj? zna?nou r?chlos?ou pri teplote 450 - 500 ° av ?iv?ch organizmoch - pri teplote 36 - 40 °. Ak? je d?vod prudk?ho poklesu teploty potrebnej na oxid?ciu?

?loha ??slo 16. Peroxid vod?ka sa vo vodn?ch roztokoch rozklad? na kysl?k a vodu. Reakciu ur?ch?uje tak anorganick? katalyz?tor (i?n), ako aj bioorganick? (enz?m katal?za). Aktiva?n? energia reakcie v nepr?tomnosti katalyz?tora je 75,4 kJ/mol. I?n ju zn??i na 42 kJ/mol a enz?m katal?za ju zn??i na 2 kJ/mol. Vypo??tajte pomer r?chlost? reakcie v nepr?tomnosti katalyz?tora v pr?pade pr?tomnosti katal?zy a katal?zy. Ak? z?ver mo?no vyvodi? o aktivite enz?mu? Reakcia prebieha pri teplote 27 °C.

?loha ??slo 17 Kon?tanta r?chlosti rozpadu penicil?nu na vysiela?ke J/mol.

1.3. testovacie ot?zky

1. Vysvetlite, ?o znamenaj? pojmy: r?chlos? reakcie, r?chlostn? kon?tanta?

2. Ako sa vyjadruje priemern? a skuto?n? r?chlos? chemick?ch reakci??

3. Pre?o m? zmysel hovori? o r?chlosti chemick?ch reakci? len pre dan? ?asov? okamih?

4. Formulujte defin?ciu vratn?ch a ireverzibiln?ch reakci?.

5. Definujte z?kon hromadnej akcie. Odr??a rovnica vyjadruj?ca tento z?kon z?vislos? r?chlosti reakcie od povahy reaktantov?

6. Ako z?vis? r?chlos? reakcie od teploty? Ak? je aktiva?n? energia? ?o s? akt?vne molekuly?

7. Ak? faktory ur?uj? r?chlos? homog?nnej a heterog?nnej reakcie? Uve?te pr?klady.

8. Ak? je poradie a molekulov? hmotnos? chemick?ch reakci?? V ktor?ch pr?padoch sa nezhoduj??

9. Ak? l?tky sa naz?vaj? katalyz?tory? Ak? je mechanizmus ur?ch?ovania ??inku katalyz?tora?

10. Ak? je pojem „otrava katalyz?torom“? Ak? l?tky sa naz?vaj? inhib?tory?

11. ?o sa naz?va chemick? rovnov?ha? Pre?o sa tomu hovor? dynamick?? Ak? koncentr?cie reaktantov sa naz?vaj? rovnov??ne?

12. ?o sa naz?va chemick? rovnov??na kon?tanta? Z?vis? to od charakteru reaguj?cich l?tok, ich koncentr?cie, teploty, tlaku? Ak? s? vlastnosti matematick?ho z?pisu pre rovnov??nu kon?tantu v heterog?nnych syst?moch?

13. Ak? je farmakokinetika lie?iv?

14. Procesy prebiehaj?ce s lie?ivom v tele s? kvantitat?vne charakterizovan? mno?stvom farmakokinetick?ch parametrov. Dajte tie hlavn?.

Faktory ovplyv?uj?ce priebeh reakcie

V ?udskom tele prebiehaj? v ?ivej bunke tis?ce enzymatick?ch reakci?. Vo viacstup?ovom re?azci procesov je v?ak rozdiel medzi r?chlos?ami jednotliv?ch reakci? dos? ve?k?. Synt?ze prote?nov?ch molek?l v bunke teda predch?dzaj? e?te minim?lne dve etapy: synt?za transferovej RNA a synt?za riboz?mov. Ale ?as, po?as ktor?ho sa koncentr?cia molek?l tRNA zdvojn?sob?, je 1,7 min?ty, prote?nov? molekuly - 17 min?t a riboz?my - 170 min?t. R?chlos? celkov?ho procesu pomal?ho (obmedzuj?ceho) ?t?dia, v na?om pr?klade r?chlos? synt?zy riboz?mov. Pr?tomnos? limituj?cej reakcie poskytuje vysok? spo?ahlivos? a flexibilitu pri riaden? tis?cok reakci? vyskytuj?cich sa v bunke. Sta?? dr?a? na pozore a regulova? len tie najpomal?ie z nich. Tento sp?sob riadenia r?chlosti viacstup?ovej synt?zy sa naz?va minim?lny princ?p. Umo??uje v?razne zjednodu?i? a skvalitni? syst?m autoregul?cie v bunke.

Klasifik?cia reakci? pou??van? v kinetike: reakcie, homog?nne, heterog?nne a mikroheterog?nne; jednoduch? a zlo?it? reakcie (paraleln?, sekven?n?, konjugovan?, re?azov?). Molekularita element?rneho aktu reakcie. Kinetick? rovnice. Poradie reakcie. Polovi?n? ?ivot

Mikroheterog?nne reakcie -

Molekul?rnos? reakcie je ur?en? po?tom molek?l, ktor? vstupuj? do chemickej interakcie v element?rnom akte reakcie. Na tomto z?klade sa reakcie delia na monomolekul?rne, bimolekul?rne a trimolekul?rne.

Potom bud? reakcie typu A -> B monomolekul?rne, napr?klad:

a) C16H34 (t °C) -> CgH18 + C8H16 - reakcia krakovania uh?ovod?kov;

b) CaC0 3 (t ° C) -> CaO + C0 2 - tepeln? rozklad uhli?itanu v?penat?ho.
Reakcie ako A + B -> C alebo 2A -> C - s? bimolekul?rne, napr?klad:
a) C + 02 -> C02; b) 2H 2 0 2 -> 2 H 2 0 + 0 2 at?.

Trimolekul?rne reakcie s? op?san? v?eobecn?mi rovnicami typu:

a) A + B + CD; b) 2A + BD; c) 3A D.

Napr?klad: a) 2H 2 + 0 2 2 2 0; b) 2NO + H2N20 + H20.

R?chlos? reakcie v z?vislosti od molekulovej hmotnosti bude vyjadren? rovnicami: a) V = k C A - pre monomolekul?rnu reakciu; b) V \u003d a? CA C in alebo c) V \u003d a? C2A - pre bimolekul?rnu reakciu; d) V \u003d k C C v C e) V \u003d k C 2 A C in alebo e) V \u003d k C 3 A - pre trimolekul?rnu reakciu.

Molekularita je po?et molek?l, ktor? reaguj? v jednom element?rnom chemickom akte.

?asto je ?a?k? ur?i? molekul?rnos? reakcie, preto sa pou??va form?lnej?ie ozna?enie - poradie chemickej reakcie.

Poradie reakcie sa rovn? s??tu exponentov koncentr?ci? v rovnici vyjadruj?cej z?vislos? r?chlosti reakcie od koncentr?cie reaktantov (kinetick? rovnica).

Poradie reakcie sa naj?astej?ie nezhoduje s molekulovou hmotnos?ou, preto?e reak?n? mechanizmus, t. j. „element?rny akt“ reakcie (pozri defin?ciu znaku molekulovosti), je ?a?k? stanovi?.

Pozrime sa na nieko?ko pr?kladov ilustruj?cich t?to poz?ciu.

1. R?chlos? rozp???ania kry?t?lov je pop?san? rovnicami kinetiky nult?ho r?du, napriek monomolekul?rnej povahe reakcie: AgCl (TB) -> Ag + + CI", V = k C (AgCl (TB p = k C (AgCl (ra)) - p - hustota a je kon?tantn?, t.j. r?chlos? rozp???ania nez?vis? od mno?stva (koncentr?cie) rozpustenej l?tky.

2. Reakcia hydrol?zy sachar?zy: CO + H 2 0 -> C 6 H 12 0 6 (gluk?za) + C 6 H 12 0 6 (frukt?za) je bimolekul?rna reakcia, ale jej kinetika je op?san? kinetikou prv?ho r?du. rovnica: V \u003d k * C cax , preto?e za experiment?lnych podmienok vr?tane v tele je koncentr?cia vody kon?tantn? hodnota С(Н 2 0) - kon?t.

3.
Rozkladn? reakcia peroxidu vod?ka prebiehaj?ca za ??asti katalyz?torov, anorganick?ch i?nov Fe 3+, Cu 2+ kovovej platiny a biologick?ch enz?mov, ako je katal?za, m? v?eobecn? formu:

2H202 -\u003e 2H20 + Oe, t.j. je bimolekul?rny.

Z?vislos? r?chlosti reakcie od koncentr?cie. Kinetick? rovnice reakci? prv?ho, druh?ho a nult?ho r?du. Experiment?lne met?dy na stanovenie r?chlosti a r?chlostnej kon?tanty reakci?.

Z?vislos? r?chlosti reakcie od teploty. Van't Hoffovo pravidlo. Teplotn? koeficient r?chlosti reakcie a jeho vlastnosti pre biochemick? procesy.

g je teplotn? koeficient r?chlosti reakcie.

Fyzik?lny v?znam hodnoty g je, ?e ukazuje, ko?kokr?t sa r?chlos? reakcie men? so zmenou teploty na ka?d?ch 10 stup?ov.

15. Pojem te?rie akt?vnych zr??ok. Energetick? profil reakcie; aktiva?n? energia; Arrheniova rovnica. ?loha st?rick?ho faktora. Pojem te?rie prechodn?ho stavu.

Vz?ah r?chlostnej kon?tanty, aktiva?nej energie a teploty je op?san? Arrheniovou rovnicou: k T \u003d k 0 *Ae ~ E / RT, kde k t a k 0 s? r?chlostn? kon?tanty pri teplote T a T e e je z?klad prirodzen? logaritmus, A je st?rick? faktor.

St?rick? faktor A ur?uje pravdepodobnos? kol?zie dvoch reaguj?cich ?ast?c v akt?vnom strede molekuly. Tento faktor je d?le?it? najm? pre biochemick? reakcie s biopolym?rmi. Pri acidob?zick?ch reakci?ch mus? i?n H + reagova? s koncovou karboxylovou skupinou - COO. Nie ka?d? zr??ka i?nu H + s molekulou prote?nu v?ak vedie k tejto reakcii. Iba tie zr??ky, ktor? sa uskuto??uj? priamo pri ur?it?ch body makromolek?l bud? efekt?vne naz?van? akt?vne centr?.

Z Arrheniovej rovnice vypl?va, ?e ??m vy??ia je r?chlostn? kon?tanta, t?m ni??ia je aktiva?n? energia E a t?m vy??ia je teplota T procesu.