?o?u kimyasal reaksiyonun h?z? artan s?cakl?kla artar. Reaktanlar?n konsantrasyonu pratikte s?cakl?ktan ba??ms?z oldu?undan, reaksiyonun kinetik denklemine uygun olarak s?cakl???n reaksiyon h?z? ?zerindeki ana etkisi, reaksiyon h?z? sabitindeki bir de?i?iklik yoluyla olur. S?cakl?k artt?k?a ?arp??an par?ac?klar?n enerjisi artar ve ?arp??ma s?ras?nda kimyasal d?n???m?n meydana gelme olas?l??? artar.

Reaksiyon h?z?n?n s?cakl??a ba??ml?l??? s?cakl?k katsay?s? ile karakterize edilebilir.

S?cakl???n, k???k bir s?cakl?k aral???nda, normal s?cakl?klarda (273-373 K) bir?ok kimyasal reaksiyonun h?z? ?zerindeki etkisine ili?kin deneysel veriler, s?cakl???n 10 derece artt?r?lmas?n?n reaksiyon h?z?n? 2-4 kat art?rd???n? g?stermi?tir (van 't Hoff'un kural?).

Van't Hoff'a g?re... h?z sabitinin s?cakl?k katsay?s?(van't Hoff katsay?s?)s?cakl???n artmas?yla reaksiyon h?z?n?n artmas?d?r 10derece.

(4.63)

nerede ve s?cakl?klarda h?z sabitleridir ve; - reaksiyon h?z?n?n s?cakl?k katsay?s?.

S?cakl?k y?kseldi?inde N onlarca derece, h?z sabitlerinin oran? ?una e?it olacakt?r:

Nerede N tam say? veya kesir olabilir.

Van't Hoff kural? yakla??k bir kurald?r. S?cakl?k katsay?s? s?cakl?kla de?i?ti?i i?in dar bir s?cakl?k aral???nda uygulanabilir.

Reaksiyon h?z? sabitinin s?cakl??a daha do?ru bir ba??ml?l???, yar? ampirik Arrhenius denklemi ile ifade edilir.

burada A, s?cakl??a ba?l? olmayan, yaln?zca reaksiyonun t?r?ne g?re belirlenen bir ?stel ?ncesi fakt?rd?r; E- Bir kimyasal reaksiyonun aktivasyon enerjisi. Aktivasyon enerjisi, reaksiyon yoluna giden enerji bariyerinin y?ksekli?ini karakterize eden belirli bir e?ik enerjisi olarak temsil edilebilir. Aktivasyon enerjisi de s?cakl?ktan ba??ms?zd?r.

Bu ba??ml?l?k 19. y?zy?l?n sonunda kuruldu. Temel kimyasal reaksiyonlar i?in Hollandal? bilim adam? Arrhenius.

Do?rudan aktivasyon enerjisi ( e 1) ve ters ( e 2) reaksiyon, reaksiyon D'nin termal etkisi ile ili?kilidir N oran (bkz. ?ekil 1):

e 1 – e 2 = D N.

Reaksiyon endotermik ise ve D N> 0, o zaman e 1 >E 2 ve ileri reaksiyonun aktivasyon enerjisi ters olandan daha b?y?kt?r. Reaksiyon ekzotermik ise, o zaman e 1 < Е 2 .

Arrhenius denklemi (101) diferansiyel formda yaz?labilir:

Denklemden, aktivasyon enerjisi E ne kadar y?ksek olursa, reaksiyon h?z?n?n s?cakl?kla birlikte o kadar h?zl? artt??? sonucu ??kar.

De?i?kenleri ay?rarak k Ve T ve dikkate al?nd???nda e sabit de?er, denklem (4.66)'n?n entegrasyonundan sonra ?unu elde ederiz:

Pirin?. 5. grafikte k–1/T.

, (4.67)

burada A, h?z sabitinin boyutuna sahip bir ?stel ?ncesi fakt?rd?r. Bu denklem ge?erliyse, koordinatlardaki grafikte deney noktalar? apsis eksenine bir a??yla d?z bir ?izgi ?zerinde bulunur ve a??sal katsay? () e?ittir, bu da aktivasyon enerjisini hesaplamay? m?mk?n k?lar. denklemine g?re h?z sabitinin s?cakl??a ba??ml?l???ndan kaynaklanan kimyasal reaksiyon.

Bir kimyasal reaksiyonun aktivasyon enerjisi, a?a??daki denklem kullan?larak iki farkl? s?cakl?ktaki h?z sabitlerinden hesaplanabilir.

. (4.68)

Arrhenius denkleminin teorik t?retilmesi temel reaksiyonlar i?in yap?lm??t?r. Ancak deneyimler, karma??k reaksiyonlar?n b?y?k ?o?unlu?unun da bu denkleme uydu?unu g?stermektedir. Ancak karma??k reaksiyonlar i?in Arrhenius denklemindeki aktivasyon enerjisi ve ?stel ?ncesi fakt?r?n belirli bir fiziksel anlam? yoktur.

Arrhenius denklemi (4.67), dar bir s?cakl?k aral???nda ?ok ?e?itli reaksiyonlar?n tatmin edici bir tan?m?n? vermemize olanak tan?r.

Reaksiyon h?z?n?n s?cakl??a ba??ml?l???n? a??klamak i?in de?i?tirilmi? Arrhenius denklemi de kullan?l?r.

, (4.69)

zaten ?? parametre i?eriyor : A, e Ve N.

Denklem (4.69) ??zeltilerde meydana gelen reaksiyonlar i?in yayg?n olarak kullan?l?r. Baz? reaksiyonlar i?in reaksiyon h?z sabitinin s?cakl??a ba??ml?l??? yukar?da verilen ba??ml?l?klardan farkl?d?r. ?rne?in ???nc? dereceden reaksiyonlarda s?cakl?k artt?k?a h?z sabiti azal?r. Ekzotermik zincir reaksiyonlarda, belirli bir s?n?r?n ?zerindeki s?cakl?klarda reaksiyon h?z sabiti keskin bir ?ekilde artar (termal patlama).

4.5.1. Problem ??zme ?rnekleri

?rnek 1. Belirli bir reaksiyonun h?z sabiti artan s?cakl?kla a?a??daki ?ekilde de?i?ti: T 1 = 20°C;

k 1 = 2,76 10 -4 dk. -1; T 2 = 50 0°C; k 2 = 137,4 10 -4 dk. -1 Bir kimyasal reaksiyonun h?z sabitinin s?cakl?k katsay?s?n? belirleyin.

??z?m. Van't Hoff kural?, oran sabitinin s?cakl?k katsay?s?n? ili?kiden hesaplaman?za olanak tan?r

G N= =2 , 4, burada N = = =3;

g3 = =49,78 g = 3,68

?rnek 2. Van't Hoff kural?n? kullanarak, reaksiyonun 20 0 C s?cakl?kta 120 dakika s?rmesi durumunda, reaksiyonun 15 dakika i?inde hangi s?cakl?kta bitece?ini hesaplay?n. Reaksiyon h?z?n?n s?cakl?k katsay?s? 3't?r.

??z?m. A??k?as?, reaksiyon s?resi ne kadar k?sa olursa ( T), reaksiyon h?z? sabiti ne kadar b?y?k olursa:

3N = 8, N ln3 = ln8, n== .

Reaksiyonun 15 dakikada tamamlanaca?? s?cakl?k:

20 + 1,9x10 = 39 0 C.

?rnek 3. Etil asetat?n 282,4 K s?cakl?kta bir alkali ??zeltiyle sabunla?ma reaksiyonunun h?z sabiti 2,37 l2/mol2 dk'd?r. ve 287,40 K s?cakl?kta 3,2 l 2 /mol 2 dk'ya e?ittir. Bu reaksiyonun h?z sabitinin hangi s?cakl?kta 4 oldu?unu bulun?

??z?m.

1. ?ki s?cakl?kta h?z sabitlerinin de?erlerini bilerek reaksiyonun aktivasyon enerjisini bulabilirsiniz:

= = 40,8 kJ/mol.

2. Arrhenius denkleminden aktivasyon enerjisinin de?erini bilmek

,

?z kontrol i?in sorular ve g?revler.

1.Hangi b?y?kl?klere “Arrhenius” parametreleri denir?

2.Bir kimyasal reaksiyonun aktivasyon enerjisini hesaplamak i?in hangi minimum deneysel verilere ihtiya? vard?r?

3. H?z sabitinin s?cakl?k katsay?s?n?n s?cakl??a ba?l? oldu?unu g?sterin.

4. Arrhenius denkleminden herhangi bir sapma var m?? Bu durumda h?z sabitinin s?cakl??a ba??ml?l???n? nas?l a??klayabiliriz?

Karma??k reaksiyonlar?n kineti?i

Reaksiyonlar, kural olarak, t?m ba?lang?? par?ac?klar?n?n reaksiyon ?r?nlerine do?rudan ge?i?leriyle do?rudan etkile?imi yoluyla ilerlemez, ancak birka? temel a?amadan olu?ur. Bu ?ncelikle stokiyometrik denklemlerine g?re ??ten fazla par?ac???n yer ald??? reaksiyonlar i?in ge?erlidir. Bununla birlikte, iki veya bir par?ac???n reaksiyonlar? bile ?o?u zaman basit iki veya tek molek?ll? bir mekanizmay? izlemez, ancak daha karma??k bir ?ekilde, yani bir dizi temel a?amadan ge?er.

Ba?lang?? malzemelerinin t?ketimi ve reaksiyon ?r?nlerinin olu?umu, ayn? anda veya ard???k olarak ger?ekle?ebilen bir dizi temel a?amadan ge?iyorsa reaksiyonlara karma??k denir. Ayr?ca, ne ba?lang?? maddesi ne de reaksiyon ?r?n? olmayan maddelerin (ara maddeler) kat?l?m?yla baz? a?amalar ger?ekle?ir.

Karma??k bir reaksiyona ?rnek olarak, etilenin dikloroetan olu?turmak ?zere klorlanmas?n? d???n?n. Do?rudan etkile?im, y?ksek enerji bariyerinin a??lmas?n? i?eren d?rt ?yeli aktif bir kompleks arac?l???yla ger?ekle?melidir. B?yle bir i?lemin h?z? d???kt?r. E?er atomlar bir sistem i?erisinde ?u ya da bu ?ekilde olu?uyorsa (?rne?in ?????n etkisi alt?nda), o zaman s?re? bir zincirleme mekanizmay? takip edebilir. Bir atom, bir serbest radikal olu?turmak i?in ?ift ba? yoluyla kolayl?kla ba?lan?r. Bu serbest radikal, nihai ?r?n? olu?turmak i?in molek?lden bir atomu kolayca koparabilir, bu da serbest bir atomun yenilenmesiyle sonu?lan?r.

Bu iki a?ama sonucunda bir molek?l ve bir molek?l bir ?r?n molek?l?ne d?n??t?r?l?r ve yenilenen atom bir sonraki etilen molek?l? ile etkile?ime girer. Her iki a?aman?n da aktivasyon enerjileri d???kt?r ve bu yol reaksiyonun h?zl? ilerlemesini sa?lar. Serbest atomlar?n ve serbest radikallerin rekombinasyon olas?l??? dikkate al?narak s?recin tam ?emas? ?u ?ekilde yaz?labilir:

T?m ?e?itliliklerine ra?men karma??k reaksiyonlar, ?e?itli karma??k reaksiyon t?rlerinin bir kombinasyonuna indirgenebilir: paralel, s?ral? ve seri-paralel reaksiyonlar.

?ki a?ama denir tutarl?, e?er bir a?amada olu?an par?ac?k, ba?ka bir a?amada ba?lang?? par?ac?k ise. ?rne?in yukar?daki diyagramda birinci ve ikinci a?amalar s?ral?d?r:

.

?ki a?ama denir paralel, e?er her ikisinde de ba?lang?? par?ac?klar? olarak ayn? par?ac?klar yer al?yorsa. ?rne?in reaksiyon ?emas?nda d?rd?nc? ve be?inci a?amalar paraleldir:

?ki a?ama denir seri-paralel Bu a?amalara kat?lan par?ac?klardan birine g?re paralel, di?erine g?re tutarl? iseler.

Seri-paralel a?amalara bir ?rnek, bu reaksiyon ?emas?n?n ikinci ve d?rd?nc? a?amalar?d?r.

Bir reaksiyonun karma??k bir mekanizmaya g?re ilerledi?ini g?steren karakteristik i?aretler a?a??daki i?aretleri i?erir:

Reaksiyon s?ras?n?n ve stokiyometrik katsay?lar?n uyumsuzlu?u;

S?cakl??a, ba?lang?? konsantrasyonlar?na ve di?er ko?ullara ba?l? olarak ?r?nlerin bile?imindeki de?i?iklikler;

Reaksiyon kar???m?na az miktarda madde eklenerek s?recin h?zland?r?lmas? veya yava?lat?lmas?;

Malzemenin ve kab?n boyutunun reaksiyon h?z? vb. ?zerindeki etkisi.

Karma??k reaksiyonlar?n kinetik analizinde ba??ms?zl?k ilkesi uygulan?r: "Bir sistemde ayn? anda birka? basit reaksiyon meydana gelirse, o zaman sanki bu reaksiyon tek reaksiyonmu? gibi kimyasal kineti?in temel varsay?m? her birine uygulan?r." Bu prensip ?u ?ekilde de form?le edilebilir: "Bir temel reaksiyonun h?z sabitinin de?eri, belirli bir sistemde di?er temel reaksiyonlar?n ayn? anda meydana gelip gelmedi?ine ba?l? de?ildir."

Ba??ms?zl?k ilkesi, karma??k bir mekanizmaya g?re meydana gelen reaksiyonlar?n ?o?u i?in ge?erlidir, ancak baz? basit reaksiyonlar?n di?erlerinin gidi?at?n? etkiledi?i reaksiyonlar (?rne?in, birle?ik reaksiyonlar) oldu?undan evrensel de?ildir.

ilkesi mikro tersinirlik veya ayr?nt?l? bakiye:

karma??k bir s?re?te kimyasal denge kurulursa, ileri ve geri reaksiyonlar?n h?zlar?, temel a?amalar?n her biri i?in e?it olmal?d?r.

Karma??k bir reaksiyonun ortaya ??kmas? i?in en yayg?n durum, reaksiyonun farkl? h?zlarda meydana gelen birka? basit ad?mla ilerlemesidir. Oranlardaki farkl?l?k, reaksiyon ?r?n?n?n elde edilme kineti?inin yaln?zca bir reaksiyonun yasalar?yla belirlenebilmesine yol a?maktad?r. ?rne?in, paralel reaksiyonlar i?in t?m s?recin h?z?, en h?zl? a?aman?n h?z?na ve s?ral? reaksiyonlar i?in en yava? a?amaya g?re belirlenir. Sonu? olarak, sabitlerde ?nemli bir fark olan paralel reaksiyonlar?n kineti?ini analiz ederken, yava? a?aman?n h?z? ihmal edilebilir ve ard???k reaksiyonlar? analiz ederken h?zl? reaksiyonun h?z?n? belirlemek gerekli de?ildir.

Ard???k reaksiyonlarda en yava? reaksiyona denir s?n?rlay?c?. S?n?rlay?c? a?ama en k???k h?z sabitine sahiptir.

Karma??k bir reaksiyonun bireysel a?amalar?n?n h?z sabitleri birbirine yak?nsa, t?m kinetik ?eman?n tam bir analizi gereklidir.

?o?u durumda h?z belirleyici a?ama kavram?n?n tan?t?lmas?, bu t?r sistemlerin dikkate al?nmas?n?n matematiksel y?n?n? basitle?tirir ve bazen karma??k, ?ok a?amal? reaksiyonlar?n kineti?inin, ?rne?in birinci dereceden basit denklemlerle iyi tan?mland??? ger?e?ini a??klar.

Kimyasal reaksiyonlar?n h?z? s?cakl??a ba?l?d?r ve s?cakl?k artt?k?a reaksiyon h?z? da artar. Hollandal? bilim adam? Van't Hoff, s?cakl?ktaki 10 derecelik art??la ?o?u reaksiyonun h?z?n?n 2-4 kat artt???n? g?sterdi;

VT 2 =VT 1 *y (T2-T1)/10

Burada VT2 ve VT1, T2 ve T1 s?cakl?klar?ndaki reaksiyon h?zlar?d?r; y, s?cakl?k 10K artt???nda reaksiyon h?z?n?n ka? kat artt???n? g?steren reaksiyon h?z?n?n s?cakl?k katsay?s?d?r.

1 mol/l'lik bir reaktan konsantrasyonunda reaksiyon h?z?, say?sal olarak h?z sabiti k'ye e?ittir. Daha sonra denklem, h?z sabitinin, s?recin h?z?yla ayn? ?ekilde s?cakl??a ba?l? oldu?unu g?sterir.

3. Hidrojen halojen?r?n sal?nd??? eliminasyon reaksiyonunun bir versiyonunu yaz?n.

C 2 H 5 Cl=C 2 H 4 +HCl

4 Numaral? Bilet

1. “Atom k?tlesi”, “molek?l k?tlesi”, “maddenin mol?” nedir ve atomik k?tle birimi (amu) olarak al?nan ?ey nedir?

ATOM K?TLES? - atomik k?tle birimlerinde (a.m.u.) bir atomun k?tlesi. Birim ba??na a. e.m. karbon-12 izotopunun k?tlesinin 1/12'si olarak al?n?r.

sabah.e.m. = 1/12 m 12 6 C = 1,66 * 10 -24

MOLEK?LER K?TLE - Bir bile?i?in molar k?tlesinin, bir karbon-12 atomunun molar k?tlesinin 1/12'sine b?l?m?.

MOL - 12 a'dakiyle ayn? say?da par?ac?k veya yap?sal birim (atomlar, iyonlar, molek?ller, radikaller, elektronlar, e?de?erler vb.) i?eren bir maddenin miktar?. e.m. karbon-12 izotopu.

Bir kataliz?r varl???nda reaksiyon h?z?n? artt?rma form?l?.

Ea'n?n (aktivasyon enerjisi) de?eri kataliz?rler kullan?larak de?i?tirilebilir. Reaksiyon s?recinde yer alan ancak t?ketilmeyen maddelere kataliz?r denir. Bu fenomenin kendisine kataliz denir. Bir kataliz?r varl???nda reaksiyon h?z?ndaki art?? a?a??daki form?lle belirlenir:

Kataliz?r?n reaktanlarla ayn? fazda olmas?na veya ba??ms?z bir faz olu?turmas?na ba?l? olarak homojen veya heterojen katalizden s?z ederiz. Katalitik etki mekanizmas? onlar i?in ayn? de?ildir, ancak her iki durumda da Ea'daki azalma nedeniyle reaksiyon h?zlan?r. Reaksiyon h?z?n? azaltan ?ok say?da spesifik kataliz?r - inhibit?r vard?r.

katalitik s?recin parametreleri nerede, V, k, Ea katalitik olmayan s?recin parametreleridir.

Karbon i?eren inorganik maddelerin oksijendeki yanma reaksiyonlar?n?, oksitleyici maddeyi ve indirgeyici maddeyi ve ayr?ca karbonun reaksiyondan ?nceki ve sonraki oksidasyon durumunu belirterek yaz?n.

C – indirgeyici madde, oksidasyon s?reci

O - oksitleyici madde, indirgeme i?lemi

Bilet numaras? 5

1. Bir elementin “elektronegatifli?i”, “de?erli?i”, “y?kseltgenme durumu” nedir ve bunlar? belirlemenin temel kurallar? nelerdir?

OKS?DASYON DERECES? - bile?i?in iyonlardan olu?tu?u varsay?m? alt?nda elde edilen bir elementin atomunun ko?ullu y?k?. Pozitif, negatif, s?f?r, kesirli olabilir ve element sembol?n?n sa? ?st indeksi ?eklinde “+” veya “-” i?aretli bir Arap rakam?yla g?sterilir: C 1-, O 2-, H + , Mg 2+, N 3-, N 5+, Cr 6+.

Bir bile?ik (iyon) i?indeki bir elementin oksidasyon durumunu (s.o.) belirlemek i?in a?a??daki kurallar kullan?l?r:

1 Basit maddelerde (H2, S8, P4) s. O. s?f?ra e?ittir.

2 Sabit s. O. Alkali (E+) ve alkalin toprak (E2+) elementlerin yan? s?ra flor P- i?erir.

3 ?o?u bile?ikte hidrojen c'ye sahiptir. O. H+ (H2O, CH4, HC1), hidritler - H- (-NaH, CaH2); ?le. O. oksijen, kural olarak, peroksitlerde (-O-O-) - 1 (O-) -2'ye (O2-) e?ittir.

4 Metal olmayan ikili bile?iklerde negatif c. O. sa?daki ??eye atanm??t?r).

5 Cebirsel toplam s. O. molek?l s?f?ra e?ittir, iyon y?k?d?r.

Bir atomun belirli say?da ba?ka atomu ekleme veya de?i?tirme yetene?ine DE?ERL?K denir. De?erlik ?l??s?, hidrojenin tek de?erlikli ve oksijenin iki de?erlikli olmas? ko?uluyla, bir elemente ba?l? hidrojen veya oksijen atomlar?n?n say?s?d?r.

S?cakl?k ve reaksiyon h?z?

Sabit bir s?cakl?kta, etkile?ime giren molek?llerin belirli miktarda enerjiye sahip olmas? durumunda reaksiyon m?mk?nd?r. Arrhenius buna a??r? enerji ad?n? verdi. aktivasyon enerjisi ve molek?llerin kendileri etkinle?tirildi.

Arrhenius h?z sabitine g?re k ve aktivasyon enerjisi E bir Arrhenius denklemi ad? verilen bir ili?kiyle ili?kilidir:

Burada A– ?stel ?ncesi fakt?r, R– evrensel gaz sabiti, T– mutlak s?cakl?k.

B?ylece sabit bir s?cakl?kta reaksiyon h?z? belirlenir. E bir. Daha fazla E bir Aktif molek?llerin say?s? ne kadar az olursa reaksiyon o kadar yava? ilerler. Azal?rken E bir h?z artar ve ne zaman E bir= 0 reaksiyon an?nda ger?ekle?ir.

B?y?kl?k E bir reaksiyona giren maddelerin do?as?n? karakterize eder ve ba??ml?l?ktan deneysel olarak belirlenir. k = F(T). Denklemi (5.3) logaritmik bi?imde yaz?p iki s?cakl?ktaki sabitler i?in ??zerek ?unu buluruz: E bir:

g kimyasal reaksiyon h?z?n?n s?cakl?k katsay?s?d?r. g de?eri s?cakl??a ba?l? oldu?undan ve b?lge d???nda oldu?undan Van't Hoff kural?n?n uygulamas? s?n?rl?d?r. E bir= 50–100 kJ ? mol –1 bu kural hi?bir ?ekilde ge?erli de?ildir.

?ek. ?ekil 5.4'te, ba?lang?? ?r?nlerinin aktif duruma (A* aktifle?tirilmi? komplekstir) aktar?lmas? i?in harcanan enerjinin daha sonra nihai ?r?nlere ge?i? s?ras?nda tamamen veya k?smen tekrar serbest b?rak?ld??? g?r?lebilir. Ba?lang?? ve son ?r?nler aras?ndaki enerji fark? D'y? belirler H Aktivasyon enerjisine ba?l? olmayan bir reaksiyon.

Bu nedenle ba?lang?? durumundan son duruma giden yolda sistemin bir enerji bariyerini a?mas? gerekir. Yaln?zca ?arp??ma an?nda gerekli fazla enerjiye e?it olan aktif molek?ller E bir, bu engeli a?abilir ve kimyasal etkile?ime girebilir. S?cakl?k artt?k?a reaksiyon ortam?ndaki aktif molek?llerin oran? artar.

?stel ?ncesi fakt?rA toplam ?arp??ma say?s?n? karakterize eder. Basit molek?llerle reaksiyonlar i?in A teorik ?arp??ma b?y?kl???ne yak?n Z yani A = Z gazlar?n kinetik teorisinden hesaplan?r. Karma??k molek?ller i?in A ? Z bu nedenle sterik bir fakt?r?n tan?t?lmas? gereklidir P:

Burada Z– t?m ?arp??malar?n say?s?, P– uzaysal olarak uygun olan ?arp??malar?n oran? (0 ila 0 aras?nda de?erler al?r) – aktif, yani enerji a??s?ndan uygun ?arp??malar?n oran?.

H?z sabitinin boyutu ili?kiden elde edilir

(5.3) ifadesini analiz ederek reaksiyonu h?zland?rmak i?in iki temel olas?l???n oldu?u sonucuna var?yoruz:
a) s?cakl?kta art??,
b) aktivasyon enerjisinde azalma.

"Kimyasal kinetik. S?cakl?k ve reaksiyon h?z?" konulu problemler ve testler

• Kimyasal reaksiyonun h?z?. Kataliz?rler - Kimyasal reaksiyonlar?n s?n?fland?r?lmas? ve olu?um ?ekilleri, 8-9. S?n?flar

  Dersler: 5 ?devler: 8 Testler: 1

G?rev No. 1. Serbest oksijen ile etkile?im, y?ksek derecede toksik nitrojen dioksit // olu?umuna yol a?ar, ancak bu reaksiyon fizyolojik ko?ullar alt?nda yava? ilerlemesine ve d???k konsantrasyonlarda h?crelere toksik hasarda ?nemli bir rol oynamamas?na ra?men, patojenik etkileri keskin bir ?ekilde artar. a??r? ?retim. Reaksiyon h?z? e?er ba?lang?? gazlar? kar???m?ndaki bas?n? iki kat?na ??kt???nda nitrojen (II) oksidin oksijenle etkile?im oran?n?n ka? kat artt???n? belirleyin. denklemle tan?mlan?r ?

??z?m.

1. Bas?nc?n iki kat?na ??kar?lmas? konsantrasyonun iki kat?na ??kar?lmas?na e?de?erdir ( ?le) Ve . Bu nedenle, kitle eylem yasas?na uygun olarak a?a??daki ifadelere kar??l?k gelen ve alacak olan etkile?im oranlar?: Ve

Cevap. Reaksiyon h?z? 8 kat artacakt?r.

G?rev No. 2. Havadaki klor konsantrasyonunun (keskin kokulu, ye?ilimsi bir gaz) 25 ppm'nin ?zerinde olmas?n?n ya?am ve sa?l?k a??s?ndan tehlikeli oldu?una inan?lmaktad?r, ancak hastan?n bu gazla akut ?iddetli zehirlenmeden kurtulmas? durumunda, daha sonra hi?bir kal?nt? etki g?zlenmez. Gaz faz?nda meydana gelen reaksiyonun h?z?n?n 3 kat artmas? durumunda nas?l de?i?ece?ini belirleyin: konsantrasyon, konsantrasyon, 3) bas?n? / /?

??z?m.

1. Konsantrasyonlar? s?ras?yla ve ile belirtirsek, reaksiyon h?z?n?n ifadesi ?u ?ekilde olacakt?r: .

2. Konsantrasyonlar 3 kat artt?r?ld?ktan sonra ve i?in e?it olacakt?r. Bu nedenle reaksiyon h?z?n?n ifadesi ?u ?ekilde olacakt?r: 1) 2)

3. Bas?n?taki bir art??, gaz halindeki reaktanlar?n konsantrasyonunu ayn? miktarda art?r?r, dolay?s?yla

4. Ba?lang??taki reaksiyon h?z?na g?re art??, s?ras?yla ?u oran ile belirlenir: 1) , 2) , 3) .

Cevap. Reaksiyon h?z?: 1) , 2) , 3) kat artacakt?r.

Sorun No. 3. Reaksiyonun s?cakl?k katsay?s? 2,5 ise s?cakl?k de?i?ti?inde ba?lang?? maddelerinin etkile?im h?z? nas?l de?i?ir?

??z?m.

1. S?cakl?k katsay?s?, s?cakl?ktaki her de?i?iklikle reaksiyon h?z?n?n nas?l de?i?ti?ini g?sterir (van't Hoff kural?): .

2. E?er s?cakl?k de?i?imi: ise, bu durumda ?unu elde ederiz: . Buradan, .

3. Antilogaritma tablosunu kullanarak ?unu buluruz: .

Cevap. S?cakl?k de?i?ti?inde (yani artt???nda) h?z 67,7 kat artacakt?r.

Sorun No. 4. S?cakl?k artt?k?a h?z?n 128 kat artt???n? bilerek reaksiyon h?z?n?n s?cakl?k katsay?s?n? hesaplay?n.

??z?m.

1. Kimyasal reaksiyon h?z?n?n s?cakl??a ba??ml?l??? ampirik van't Hoff kural?yla ifade edilir:

Denklemini ??zerek ?unu buluruz: , . Bu nedenle =2

Cevap. =2.

Sorun No. 5. Reaksiyonlardan biri i?in iki h?z sabiti belirlendi: 0,00670 ve 0,06857. Ayn? reaksiyon i?in h?z sabitini belirleyin.

??z?m.

1. Arrhenius denklemini kullanarak reaksiyon h?z? sabitlerinin iki de?erine dayanarak reaksiyonun aktivasyon enerjisini belirleriz: . Bu durum i?in: Buradan: J/mol.

2. Hesaplamalarda h?z sabitini ve Arrhenius denklemini kullanarak reaksiyon h?z sabitini ,'de hesaplay?n: . Bu durum i?in: ve ?u ger?e?i dikkate alarak: , ?unu elde ederiz: . Buradan,

Cevap.

Le Chatelier prensibini kullanarak kimyasal denge sabitinin hesaplanmas? ve denge kaymas?n?n y?n?n?n belirlenmesi .

G?rev No. 6. Karbon dioksit // karbon monoksitin aksine // canl? bir organizman?n fizyolojik fonksiyonlar?n? ve anatomik b?t?nl???n? ihlal etmez ve bo?ucu etkisi yaln?zca y?ksek konsantrasyonlarda bulunmas?ndan ve solunan havadaki oksijen y?zdesindeki azalmadan kaynaklan?r. Neye e?ittir reaksiyon denge sabiti / /: s?cakl?kta, ?u ?ekilde ifade edilir: a) reaksiyona giren maddelerin k?smi bas?n?lar?; b) denge kar???m?n?n bile?iminin hacim kesirleri ile ifade edildi?ini bilerek molar konsantrasyonlar?: , ve ve sistemdeki toplam bas?n? Pa?

??z?m.

1. Bir gaz?n k?smi bas?nc?, toplam bas?nc?n kar???mdaki gaz?n hacim oran?yla ?arp?m?na e?ittir, dolay?s?yla:

2. Bu de?erleri denge sabitinin ifadesinde de?i?tirerek ?unu elde ederiz:

3. ve aras?ndaki ili?ki ideal gazlar i?in Mendeleev-Clapeyron denklemi temel al?narak kurulur ve e?itlikle ifade edilir: gaz halindeki reaksiyon ?r?nlerinin mol say?s? ile gaz halindeki ba?lang?? maddelerinin mol say?s? aras?ndaki fark nerede. Bu reaksiyon i?in: . Daha sonra: .

Cevap. Baba. .

G?rev No.7. A?a??daki reaksiyonlarda denge hangi y?ne kayacakt?r:

3. ;

a) artan s?cakl?kla, b) azalan bas?n?la, c) artan hidrojen konsantrasyonuyla?

??z?m.

1. Sistemdeki kimyasal denge sabit d?? parametrelerde (vb.) kurulur. Bu parametreler de?i?irse sistem denge durumundan ??kar ve do?rudan (sa?a) veya ters reaksiyon (sola) hakim olmaya ba?lar. ?e?itli fakt?rlerin dengedeki de?i?im ?zerindeki etkisi Le Chatelier ilkesine yans?r.

2. Kimyasal dengeyi etkileyen 3 fakt?r?n de yukar?daki reaksiyonlar ?zerindeki etkisini ele alal?m.

a) S?cakl?k artt?k?a denge endotermik reaksiyona do?ru kayar. ?s?n?n emilmesiyle meydana gelen reaksiyon. 1. ve 3. reaksiyonlar ekzotermiktir / /, bu nedenle artan s?cakl?kla denge ters reaksiyona do?ru, 2. reaksiyonda / / - ileri reaksiyona do?ru kayacakt?r.

b) Bas?n? azald?k?a denge gazlar?n mol say?s?ndaki art??a do?ru kayar, yani. daha b?y?k bir bask?ya do?ru. 1. ve 3. reaksiyonlarda denklemin sol ve sa? taraflar? ayn? say?da gaza (s?ras?yla 2-2 ve 1-1) sahip olacakt?r. Bu nedenle bas?n?taki de?i?im sebep olmayacak Sistemdeki denge de?i?iklikleri. 2. reaksiyonda sol tarafta 4 mol, sa? tarafta 2 mol gaz vard?r, bu nedenle bas?n? azald?k?a denge ters reaksiyona do?ru kayacakt?r.

V) Reaksiyon bile?enlerinin konsantrasyonu artt?k?a denge bunlar?n t?ketimine do?ru kayar.?lk reaksiyonda ?r?nlerde hidrojen bulunur ve konsantrasyonunun artt?r?lmas?, t?ketildi?i ters reaksiyonu art?racakt?r. 2. ve 3. reaksiyonlarda hidrojen ba?lang?? maddeleri aras?ndad?r, dolay?s?yla konsantrasyonundaki bir art?? dengeyi hidrojen t?ketimiyle olu?an reaksiyona do?ru kayd?r?r.

Cevap.

a) S?cakl?k artt?k?a, reaksiyon 1 ve 3'teki denge sola, reaksiyon 2'de ise sa?a kayacakt?r.

b) Reaksiyon 1 ve 3 bas?n?taki azalmadan etkilenmeyecek ancak reaksiyon 2'de denge sola kayacakt?r.

c) Reaksiyon 2 ve 3'teki s?cakl?ktaki bir art??, dengenin sa?a ve reaksiyon 1'de sola kaymas?n? gerektirecektir.

1.2. Durumsal g?revler No. 7 ila 21 materyali peki?tirmek i?in (bir protokol defterinde yap?l?r).

G?rev No. 8. Reaksiyon h?z?n?n s?cakl?k katsay?s? 4 ise, s?cakl?k 'den 'e d??t???nde v?cuttaki glikoz oksidasyon h?z? nas?l de?i?ecektir?

Sorun No. 9.Yakla??k Van't Hoff kural?n? kullanarak reaksiyon h?z?n?n 80 kat artmas? i?in s?cakl???n ne kadar artt?r?lmas? gerekti?ini hesaplay?n? S?cakl?k h?z katsay?s?n? 3'e e?it al?n.

G?rev No. 10. Reaksiyonu pratik olarak durdurmak i?in reaksiyon kar???m?n?n h?zl? so?utulmas? ("reaksiyonun dondurulmas?") kullan?l?r. Reaksiyonun s?cakl?k katsay?s? 2,7 ise, reaksiyon kar???m? 40°C'den 0°C'ye so?utuldu?unda reaksiyon h?z?n?n ka? kez de?i?ece?ini belirleyin.

G?rev No.11. Baz? t?m?rleri tedavi etmek i?in kullan?lan izotopun yar? ?mr? 8,1 g?nd?r. Hastan?n v?cudundaki radyoaktif iyot i?eri?i ne kadar s?re sonra 5 kat azalacak?

G?rev No. 12. Baz? sentetik hormonlar?n (farmas?tik) hidrolizi, h?z sabiti 0.25 () olan birinci dereceden bir reaksiyondur. Bu hormonun konsantrasyonu 2 ay sonra nas?l de?i?ecek?

G?rev No. 13. Radyoaktif yar? ?mr? 5600 y?ld?r. Canl? bir organizmada metabolizma nedeniyle sabit bir miktar korunur. Mamutun kal?nt?lar?nda i?erik orijinaliyle ayn?yd?. Mamutun ne zaman ya?ad???n? belirlediniz mi?

Sorun No. 14. Bir b?cek ilac?n?n (b?cekleri kontrol etmek i?in kullan?lan bir b?cek ilac?) yar? ?mr? 6 ayd?r. Belli bir miktar? mol/l konsantrasyonunun belirlendi?i rezervuara girdi. B?cek ilac? konsantrasyonunun mol/l seviyesine d??mesi ne kadar zaman al?r?

G?rev No. 15. Ya?lar ve karbonhidratlar 450 - 500 ° s?cakl?kta ve canl? organizmalarda - 36 - 40 ° s?cakl?kta g?zle g?r?l?r bir oranda oksitlenir. Oksidasyon i?in gereken s?cakl?ktaki keskin d?????n nedeni nedir?

Sorun No. 16. Hidrojen peroksit sulu ??zeltilerde oksijen ve suya ayr???r. Reaksiyon hem inorganik bir kataliz?r (iyon) hem de bir biyoorganik kataliz?r (katalaz enzimi) taraf?ndan h?zland?r?l?r. Kataliz?r yoklu?unda reaksiyonun aktivasyon enerjisi 75,4 kJ/mol'd?r. ?yon bunu 42 kJ/mol'e, katalaz enzimi ise 2 kJ/mol'e d???r?r. Katalaz varl???nda kataliz?r yoklu?unda reaksiyon h?zlar?n?n oran?n? hesaplay?n. Enzimin aktivitesi hakk?nda ne gibi sonu?lar ??kar?labilir? Reaksiyon 27°C s?cakl?kta ger?ekle?ir.

Sorun No. 17 Telsiz i?in penisilin bozunma h?z? sabiti J/mol.

1.3. G?venlik sorular?

1. Terimlerin ne anlama geldi?ini a??klay?n: reaksiyon h?z?, h?z sabiti?

2. Kimyasal reaksiyonlar?n ortalama ve ger?ek h?zlar? nas?l ifade edilir?

3. Kimyasal reaksiyonlar?n h?z?ndan yaln?zca belirli bir zaman noktas? i?in bahsetmek neden anlaml?d?r?

4. Tersinir ve tersinmez reaksiyonlar?n tan?m?n? form?le edin.

5. Kitle eylemi yasas?n? tan?mlay?n. Bu yasay? ifade eden e?itliklerde reaksiyon h?z?n?n reaktanlar?n do?as?na ba??ml?l??? yans?t?l?yor mu?

6. Reaksiyon h?z? s?cakl??a nas?l ba?l?d?r? Aktivasyon enerjisine ne denir? Aktif molek?ller nelerdir?

7. Homojen ve heterojen reaksiyonlar?n h?z? hangi fakt?rlere ba?l?d?r? ?rnekler verin.

8. Kimyasal reaksiyonlar?n s?ras? ve molek?lerli?i nedir? Hangi durumlarda e?le?miyorlar?

9. Hangi maddelere kataliz?r denir? Kataliz?r?n h?zland?r?c? etkisinin mekanizmas? nedir?

10. “Kataliz?r zehirlenmesi” kavram? nedir? Hangi maddelere inhibit?r denir?

11. Kimyasal dengeye ne denir? Neden dinamik deniyor? Hangi reaktan konsantrasyonlar?na denge denir?

12. Kimyasal denge sabiti ne denir? Reaksiyona giren maddelerin do?as?na, konsantrasyonlar?na, s?cakl???na, bas?nc?na ba?l? m?? Heterojen sistemlerde denge sabitinin matematiksel g?steriminin ?zellikleri nelerdir?

13. ?la?lar?n farmakokineti?i nedir?

14. V?cutta bir ila?la meydana gelen s?re?ler, bir dizi farmakokinetik parametre ile niceliksel olarak karakterize edilir. Ana olanlar? verin.

S?cakl?k artt?k?a kimyasal prosesin h?z? genellikle artar. 1879'da Hollandal? bilim adam? J. van't Hoff ampirik bir kural form?le etti: s?cakl?ktaki 10 K art??la ?o?u kimyasal reaksiyonun h?z? 2-4 kat artar.

Kural?n matematiksel g?sterimi J. van't Hoff:

g 10 = (k t+10)/k t burada k T s?cakl???ndaki reaksiyon h?z? sabitidir; k t+10 - T+10 s?cakl???nda reaksiyon h?z? sabiti; g 10 - Van't Hoff s?cakl?k katsay?s?. De?eri 2 ila 4 aras?nda de?i?ir. Biyokimyasal i?lemler i?in g 10, 7 ila 10 aras?nda de?i?ir.

T?m biyolojik s?re?ler belirli bir s?cakl?k aral???nda ger?ekle?ir: 45-50°C. Optimum s?cakl?k 36-40°C'dir. S?cakkanl? hayvanlar?n v?cudunda bu s?cakl?k, ilgili biyosistemin termoreg?lasyonu nedeniyle sabit tutulur. Biyolojik sistemleri incelerken s?cakl?k katsay?lar? g 2, g 3, g 5 kullan?l?r. Kar??la?t?rma i?in g 10'a d???r?l?rler.

Van't Hoff kural?na g?re reaksiyon h?z?n?n s?cakl??a ba??ml?l??? a?a??daki denklemle temsil edilebilir:

V 2 /V 1 = g ((T 2 -T 1)/10)

Aktivasyon enerjisi. Artan s?cakl?kla reaksiyon h?z?ndaki ?nemli bir art??, yaln?zca reaksiyona giren maddelerin par?ac?klar? aras?ndaki ?arp??ma say?s?ndaki art??la a??klanamaz, ??nk? gazlar?n kinetik teorisine g?re, artan s?cakl?kla ?arp??ma say?s? ?nemsiz bir seviyeye y?kselir. kapsam. Artan s?cakl?kla reaksiyon h?z?n?n artmas?, reaksiyona giren maddelerin par?ac?klar?n?n herhangi bir ?arp??mas?yla kimyasal bir reaksiyonun meydana gelmemesi, yaln?zca ?arp??ma an?nda gerekli fazla enerjiye sahip aktif par?ac?klar?n bulu?mas? ile olu?mas?yla a??klanmaktad?r.

Aktif olmayan par?ac?klar? aktif olanlara d?n??t?rmek i?in gereken enerjiye denir. aktivasyon enerjisi (Ea). Aktivasyon enerjisi, reaksiyona giren maddelerin ?arp??malar? ?zerine reaksiyona girebilmeleri i?in gereken ortalama de?ere k?yasla fazla enerjidir. Aktivasyon enerjisi mol ba??na kilojoule (kJ/mol) cinsinden ?l??l?r. Tipik olarak E 40 ila 200 kJ/mol aras?ndad?r.

Ekzotermik ve endotermik bir reaksiyonun enerji diyagram? ?ekil 2'de g?sterilmektedir. 2.3. Herhangi bir kimyasal i?lem i?in ba?lang??, ara ve son durumlar ay?rt edilebilir. Enerji bariyerinin tepesinde reaktanlar, aktifle?tirilmi? kompleks veya ge?i? durumu ad? verilen bir ara durumda bulunur. Aktive edilmi? kompleksin enerjisi ile reaktanlar?n ba?lang?? enerjisi aras?ndaki fark Ea'd?r ve reaksiyon ?r?nlerinin enerjisi ile ba?lang?? maddeleri (reaktifler) aras?ndaki fark, reaksiyonun termal etkisi olan DH'dir. Aktivasyon enerjisi DH'den farkl? olarak her zaman pozitif bir de?erdir. Ekzotermik bir reaksiyon i?in (?ekil 2.3, a) ?r?nler, reaktanlardan (Ea) daha d???k bir enerji seviyesinde bulunur.< DН).

Pirin?. 2.3. Reaksiyonlar?n enerji diyagramlar?: A – ekzotermik B – endotermik

AB

Ea, reaksiyon h?z?n? belirleyen ana fakt?rd?r: Ea > 120 kJ/mol ise (daha y?ksek enerji bariyeri, sistemde daha az aktif par?ac?k), reaksiyon yava? ilerler; ve tam tersi, e?er Ea< 40 кДж/моль, реакция осуществляется с большой скоростью.

Karma??k biyomolek?lleri i?eren reaksiyonlar i?in, par?ac?klar?n ?arp??mas? s?ras?nda olu?an aktifle?tirilmi? bir komplekste, molek?llerin yaln?zca k???k olan reaksiyona giren b?lgesi oldu?undan, molek?llerin uzayda belirli bir ?ekilde y?nlendirilmesi gerekti?i dikkate al?nmal?d?r. b?y?kl???ne ba?l? olarak d?n???me u?rar.

T 1 ve T 2 s?cakl?klar?ndaki k 1 ve k 2 h?z sabitleri biliniyorsa, Ea de?eri hesaplanabilir.

Biyokimyasal i?lemlerde aktivasyon enerjisi inorganik i?lemlere g?re 2-3 kat daha azd?r. Ayn? zamanda, yabanc? maddeler (ksenobiyotikler) i?eren reaksiyonlar?n Ea's?, geleneksel biyokimyasal s?re?lerin Ea's?n? ?nemli ?l??de a?maktad?r. Bu ger?ek, sistemin yabanc? maddelerin etkisinden do?al bir biyolojik korumas?d?r; V?cut i?in do?al reaksiyonlar d???k Ea ile uygun ko?ullarda meydana gelir ve yabanc? reaksiyonlar i?in Ea y?ksektir. Bu, biyokimyasal s?re?lerin ana ?zelliklerinden birini karakterize eden bir gen bariyeridir.