Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Химическая кинетика как основа изучения скоростей и механизмов биохимических реакций. Скорость реакции.






Все химические реакции протекают с определенной скоростью.

Напишем уравнение реакции:

КОН + НNO3 = KNO3 + H2O

Обозначим концентрацию любого из реагунтов (например, КОН) буквой с. В процессе реакции концентрация КОН изменяется от максимального значения до нуля. Время обозначим буквой t.

Средняя скорость реакции определяется по формуле:

где v – средняя скорость реакции, моль/(л*сек);

∆С – изменение концентрации за период времени t, моль/л;

∆τ – период времени, за который концентрация вещества меняется от с1 до с2 ( время химической реакции измеряется в секундах, сек).

 
 

 

 


Объем реагирующей системы остается постоянным.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ

1.концентрации;

2.температуры;

3.природы реагирующих веществ;

4.наличия в системе катализатора.

Рассмотрим подробнее влияние этих факторов на скорость химической реакции.

1) Концентрация реагентов (для реакций в жидкой и газовой фазе).

С увеличением концентрации реагентов молекулы чаще сталкиваются, это приводит к увеличению скорости реакции.

скорость химической реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ в степенях, равных коэффициентам перед их формулами в уравнении реакции:  
Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ описывается закон действия масс(Н.Н. Бекетов, К. Гульберг, П. Вааге в 1865-1867гг.):

 

Для химической реакции в общем виде:

aA + bB = cC + dD

скорость химической реакции равна:

v=k CAa CB b = k∙[A]a∙[B]b

где k- константа скорости реакции - скорость реакции при концентрации реагирующих веществ равных единице (не зависит от концентрации реагирующих веществ);

[A] и [B] – молярные концентрации реагентов А и В (моль/л), взятые в степенях равных их стехиометрическим коэффициентам.

Кинетическое уравнениевыражает зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ. Например,

N2+ 3H2= 2NH3

v=k∙[N2]∙[H2]3

Порядок реакции равен сумме показателей степеней в кинетическом уравнении.

реакции нулевого порядка: v = k (ферментативные процессы);

реакции первого порядка: v= k∙С (реакции антигенов с антителами, гидролиз и т.д., где С –это молярная концентрация);

реакции второго порядка: v = k∙С2.

Период полупревращения - это время, необходимое для того, что бы прореагировала половина исходного количества вещества (τ1/2). Это количественная характеристика изменения концентрации радионуклидов, пестицидов, а в медицине используется для определения срока годности препаратов.

Механизмхимической реакции - это последовательность индивидуальных стадий реакции.

Молекулярность процесса - количество молекул, принимающих участие в элементарном акте химического взаимодействия (определяется механизмом реакции):



мономолекулярные реакции: А ↔ D (реакции термического разложения, диссоциации);

бимолекулярные реакции;

тримолекулярные.

Для простых реакций (протекающих в одну стадию) молекулярность и порядок реакции совпадают

 

 

1. Реакция гидролиза этилацетата протекает по уравнению:

CH3COOC5H5 + H2O = CH3COOH + C2H5OH

Укажите кинетическое уравнение для данного процесса:

А. v = k·[C2H5OH]·[CH3COOH]

Б. v = k·[CH3COOH]

В. v = k·[CH3COOC2H5]·[H2O]

Г. v = k·[CH3COOC2H5]

 

2. Реакция образования иодоводорода протекает по уравнению: Н2+ I2→ 2 НI. Определите общий порядок указанной реакции.

А.1

Б.2

В.3

Г.0

 

3. При взаимодействии угарного газа с хлором образуется хлористый карбонил CО(г)+ Cl2(г) → COCl2(г). Укажите, как изменится скорость реакции, если увеличить концентрацию исходных веществ в 3 раза.

А. Увеличится в 5 раз

Б. Уменьшится в 15 раз

В. Уменьшится в 9 раз

Г. Увеличится в 9 раз

 

2) Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа.

Зависимость скорости реакции от температуры описывается законом Вант-Гоффа:

 
 
при увеличении температуры на 10 К, скорость реакции увеличивается в 2-4 раза  

 


в соответствии с этим изменение скорости реакции:

где γ - температурный коэффициент Вант-Гоффа (равный 2÷4), для биохимических реакции составляет 1,5÷3;

v - скорость реакции;

Т1 – начальная абсолютная температура, Т2 – конечная температура.

Нкуоторые реакции идут только при высокой температуре.

Например:

Водород вступает во взаимодействие с оксидом металлов только при нагревании:

Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O (t=350 С)

3) Природа реагунтов

Например:

Магний взаимодействует с соляной кислотой быстрее железа, а медь не взаимодействует совсем:

Mg + HCl = MgCl2 + H2

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

Cu + HCl ≠ (реакция не идет)

4) Катализаторы

Увеличить скорость реакции можно с помощью катализаторов.

 
 

 

 


Некоторые реакции идут только в присутствии катализаторов.

Например:

Синтез аммиака идет только в присутствии платины (Pt):

N2 + 3H2 → 2NH3

Уменьшить скорость нежелательных реакций (например, коррозии металлов) можно с помощью ингибиторов («отрицательный катализ»).

4.При повышении температуры скорость некоторой реакции возросла в 27 раз (температурный коэффициент γ равен 3).

Укажите, на сколько градусов была повышена температура.

А. 27

Б. 9

В. 30

Г.81

 

Контрольные вопросы

1. Что такое скорость химической реакции?

2. Как влияет концентрация реагирующих веществ на скорость химической реакции? Сформулируйте закон действующих масс.

3. Какие факторы вляют на скорость химической реакции?

4. Как влияет повышение температуры на скорость химической реакции? Сформулируйте правило Вант-Гоффа.

5. Что такое катализаторы?









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.