Çeşitli kimyasal reaktiflerin etkileşime girme yeteneği, yalnızca atomik-moleküler yapıları ile değil, aynı zamanda kimyasal reaksiyonların meydana gelme koşulları ile de belirlenir. Bir kimyasal deney pratiğinde, bu koşullar sezgisel olarak gerçekleştirildi ve ampirik olarak dikkate alındı, ancak teorik olarak gerçekten araştırılmadılar. Bu arada, ortaya çıkan reaksiyon ürününün verimi büyük ölçüde onlara bağlıdır.

Bu koşullar, her şeyden önce, reaksiyonların sıcaklığa, basınca ve diğer bazı faktörlere bağımlılığını karakterize eden termodinamik koşulları içerir. Daha da büyük ölçüde, reaksiyonların doğası ve özellikle hızı, katalizörlerin ve reaktiflere diğer katkı maddelerinin mevcudiyeti ile belirlenen kinetik koşullara ve ayrıca çözücülerin, reaktör duvarlarının ve diğer koşulların etkisine bağlıdır.

Kimyasal reaksiyonların meydana gelme hızı üzerinde önemli bir etkiye sahip olan termodinamik faktörler, reaktördeki sıcaklık ve basınçtır. Herhangi bir reaksiyonun tamamlanması zaman alsa da, bazı reaksiyonlar çok hızlı, bazıları ise aşırı yavaş olabilir. Bu nedenle, gümüş ve klor iyonları içeren çözeltileri karıştırırken bir gümüş klorür çökeltisi oluşumunun reaksiyonu birkaç saniye sürer. Aynı zamanda oda sıcaklığında ve normal basınçta hidrojen ve oksijen karışımı herhangi bir reaksiyona girmeden yıllarca saklanabilir. Ancak karışımdan bir elektrik kıvılcımı geçer geçmez bir patlama meydana gelir. Bu örnek, kimyasal reaksiyonların hızının birçok farklı koşuldan etkilendiğini gösterir: elektriğe maruz kalma, ultraviyole ve röntgen, reaktiflerin konsantrasyonu, karıştırılmaları ve hatta reaksiyona katılmayan diğer maddelerin varlığı.

Bu durumda, bir fazdan oluşan homojen bir sistemde ilerleyen reaksiyonlar, kural olarak, birkaç fazdan oluşan heterojen bir sistemden daha hızlı ilerler. Homojen bir reaksiyonun tipik bir örneği, hızı maddenin konsantrasyonuyla orantılı olan bir radyoaktif maddenin doğal bozunmasının reaksiyonudur. R. Bu hız bir diferansiyel denklemle ifade edilebilir:

nerede NS - reaksiyon hızı sabiti;

r- maddenin konsantrasyonu.

Böyle bir reaksiyona birinci dereceden reaksiyon denir ve bir maddenin ilk miktarının yarıya inmesi için gereken süreye denir. yarı ömür.

Reaksiyon iki molekülün etkileşimi sonucu meydana gelirse ah B, o zaman hızı çarpışmalarının sayısıyla orantılı olacaktır. Bu sayının moleküllerin konsantrasyonu ile orantılı olduğu bulundu. A ve B. Daha sonra ikinci dereceden reaksiyon hızı diferansiyel biçimde belirlenebilir:

Hız son derece sıcaklığa bağlıdır. Ampirik araştırma hemen hemen tüm kimyasal reaksiyonlar için, sıcaklıkta 10 ° C artış hızının yaklaşık iki katına çıktığı bulundu. Bununla birlikte, hızın yalnızca 1,5 kat artabildiği durumlarda bu temel kuraldan sapmalar gözlenir ve bunun tersi, bazı durumlarda, örneğin yumurta albümininin denatürasyonu (yumurta kaynatırken) 50 kat arttığında reaksiyon hızı. Ancak bu koşulların kimyasal bileşiklerin belirli bir moleküler yapısı ile kimyasal reaksiyonların doğasını ve sonucunu etkileyebileceği unutulmamalıdır.

Bu açıdan en aktif olanı, bileşenleri arasında zayıflamış bağlara sahip değişken bileşimdeki bileşiklerdir. Kimyasal reaksiyonların seyrini önemli ölçüde hızlandıran çeşitli katalizörlerin etkisinin öncelikle yönlendirildiği üzerlerindedir. Sıcaklık ve basınç gibi termodinamik faktörlerin reaksiyonlar üzerinde daha az etkisi vardır. Karşılaştırma için, nitrojen ve hidrojenden amonyak sentezi reaksiyonunu belirtebilirsiniz. İlk başta, bunu yüksek basınç veya yüksek sıcaklık yardımıyla gerçekleştirmek mümkün değildi ve sadece özel olarak işlenmiş demirin katalizör olarak kullanılması ilk kez başarıya yol açtı. Bununla birlikte, bu reaksiyon, metal organik katalizörü kullandıktan sonra üstesinden gelinen büyük teknolojik zorluklarla doludur. Varlığında, amonyak sentezi normal 18 ° C sıcaklıkta ve normal atmosfer basıncında gerçekleşir, bu da sadece gübre üretimi için değil, gelecekte tahılların (çavdar ve buğday) gen yapısında böyle bir değişiklik için büyük umutlar açar. ) Azotlu gübrelere ihtiyaç duymadıklarında. Katalizörlerin kimya endüstrisinin diğer dallarında, özellikle "ince" ve "ağır" organik sentezde kullanılmasıyla daha da büyük fırsatlar ve beklentiler ortaya çıkmaktadır.

Katalizörlerin kimyasal reaksiyonları hızlandırmadaki son derece yüksek verimliliğine dair daha fazla örnek vermeden, Dünya'da yaşamın ortaya çıkışının ve evriminin, canlıların varlığı olmadan imkansız olacağı gerçeğine özel dikkat gösterilmelidir. enzimler, esasen yaşayan katalizörler olarak hizmet ederler.

enzimlere sahip olmasına rağmen Genel Özellikler, tüm katalizörlerin doğasında vardır, ancak, canlı sistemler içinde işlev gördükleri için ikincisiyle aynı değildirler. Bu nedenle, inorganik dünyadaki kimyasal süreçleri hızlandırmak için canlı doğanın deneyimini kullanmaya yönelik tüm girişimler ciddi sınırlamalarla karşılaşmaktadır. Sadece enzimlerin bazı işlevlerinin modellenmesinden ve bu modellerin canlı sistemlerin aktivitesinin teorik analizi için kullanılmasından ve kısmen de bazı kimyasal reaksiyonları hızlandırmak için izole edilmiş enzimlerin pratik uygulamasından bahsedebiliriz.

1. Şekillerde gösterilen olayların fiziksel mi yoksa kimyasal mı olduğunu belirtiniz.

2. Uyum sağlayın.

Kimyasal reaksiyon örnekleri:
I. mermerin hidroklorik asit ile etkileşimi;
II. demirin kükürt ile etkileşimi;
III. hidrojen peroksitin ayrışması;
IV. karbondioksitin kireçli su ile etkileşimi.

Kimyasal reaksiyonların meydana gelmesi için koşullar:
a) maddelerin teması;
b) ısıtma;
c) bir katalizörün kullanılması.

Cevap: ben - bir; II - a, b; III - c; IV - bir.

3. Şema 2'yi doldurun.

4. "Crossover - tam tersi". Bulmacadaki tüm kelimeler zaten girildi. Her kelimeyi mümkün olduğunca doğru tanımlayın.

"Anahtar kelime", bir kişinin karşılaştığı ilk kimyasal reaksiyondur.

1. Maddenin kümelenmesinin dört durumundan biri.
2. Eğitim Katı madde sırasında çözümde Kimyasal reaksiyon.
3. İki veya daha fazla cismin, nesnenin, maddenin konumu.
4. Yangınları söndürmek için taşınabilir veya mobil cihaz.
5. İşlem, sıcaklıktaki bir artış ile karakterize edilir.
6. Kimyasal madde reaksiyonu hızlandıran, ancak reaksiyon ürünlerinin bileşimine dahil olmayan .
7. Nesnelerin birbirleri üzerindeki etkisi.

1. Kimyasal reaksiyonlar. Kurslarının işaretleri ve koşulları. Kimyasal denklemler. Maddelerin kütlesinin korunumu yasası. Kimyasal reaksiyon türleri.

2. 60 g, %12 potasyum karbonat çözeltisinin sülfürik asit ile etkileşimi ile hangi hacimde gaz elde edilebilir?

Kimyasal reaksiyon - bir veya daha fazla maddenin diğerine dönüştürülmesi.
Kimyasal reaksiyon türleri:

1) Bileşik reaksiyon- bunlar, iki maddeden bir kompleksin daha oluşması sonucu oluşan reaksiyonlardır.

2) Ayrışma reaksiyonu bir karmaşık maddeden birkaç daha basitinin oluşmasının bir sonucu olarak bir reaksiyondur.

3) İkame reaksiyonu- bunlar basit ve karmaşık maddeler arasındaki reaksiyonlardır, bunun sonucunda yeni bir basit ve yeni karmaşık madde oluşur.

4) Değişim reaksiyonu tepkiler ikisi arasında mı karmaşık maddeler, bunun sonucu olarak takas ederler oluşturan parçalar.

Reaksiyon koşulları:

1) Maddelerin yakın teması.
2) Isıtma
3) Öğütme (çözeltilerde reaksiyonlar en hızlıdır)
Herhangi bir kimyasal reaksiyon, bir kimyasal denklem kullanılarak gösterilebilir.

kimyasal denklem Kimyasal formüller ve katsayılar kullanılarak bir kimyasal reaksiyonun koşullu kaydıdır.

Kimyasal denklemler aşağıdakilere dayanmaktadır: kütle korunumu yasası : reaksiyona giren maddelerin kütlesi, reaksiyon sonucunda elde edilen maddelerin kütlesine eşittir.
Kimyasal reaksiyon belirtileri:

· Renk değişimi

· Gaz evrimi

· Yağış

· Isı ve ışık üretimi

· Koku bırakma

2.

Bilet numarası 7

1. TEJ'nin temel hükümleri. - elektriksel ayrışma teorisi.

2. %8 safsızlık içeren kaç gram magnezyum 40 g hidroklorik asit ile reaksiyona girebilir.

Suda çözünen maddeler ayrışabilir, yani. zıt yüklü iyonlara bozunur.
elektriksel ayrışma – elektrolitin çözünme veya erime sırasında iyonlara ayrışması.
elektrolitler – elektrik akımı ileten maddeler, çözeltiler veya eriyikler (asitler, tuzlar, alkaliler).
İyonik bağlar (tuzlar, alkaliler) veya kovalent, güçlü polar (asitler) tarafından oluşturulurlar.
elektrolitler değil – çözeltileri elektrik akımı iletmeyen maddeler (şeker, alkol, glikoz çözeltisi)
Ayrıştıklarında elektrolitler parçalanır. katyonlar (+) ve anyonlar (-)
Yunus - verme ve alma sonucunda atomların dönüştüğü yüklü parçacık ē
Kimyasal özellikler elektrolit çözeltileri, ayrışma sırasında oluşan iyonların özelliklerine göre belirlenir.

Asit - hidrojen katyonlarına ve asit kalıntısı anyonuna ayrışan bir elektrolit.

Sülfürik asit (+) yüklü 2 H katyonlarına ayrışır ve
(-) yüklü anyon SO 4
Vakıflar - metal katyonlarına ve hidroksit anyonlarına ayrışan bir elektrolit.

Tuz - elektrolit, ki sulu çözelti metal katyonlarına ve asit kalıntı anyonlarına ayrışır.

2.

1. İyon değişimi reaksiyonları.

Hayatımız boyunca sürekli olarak fiziksel ve kimyasal olaylarla karşı karşıya kalırız. Doğal fiziksel olaylar bize o kadar aşinadır ki, onlara uzun zamandır özel bir önem atfetmedik. Vücudumuzda sürekli kimyasal reaksiyonlar meydana gelir. Kimyasal reaksiyonlar sırasında açığa çıkan enerji, günlük yaşamda, üretimde, başlangıçta sürekli olarak kullanılır. uzay gemileri... Çevremizdeki şeylerin yapıldığı malzemelerin çoğu doğadan bitmiş halde alınmaz, kimyasal reaksiyonlar kullanılarak yapılır. Günlük yaşamda, neler olduğunu anlamamız pek bir anlam ifade etmiyor. Ancak fizik ve kimyayı yeterli düzeyde çalışırken, bu bilgi olmadan yapılamaz. Fiziksel ve kimyasal olaylar nasıl ayırt edilir? Bunu yapmanıza yardımcı olabilecek herhangi bir işaret var mı?

Kimyasal reaksiyonlar sırasında bazı maddelerden orijinallerinden farklı olarak yeni maddeler oluşur. İlkinin belirtilerinin kaybolması ve ikincisinin belirtilerinin ortaya çıkması ve ayrıca enerjinin salınması veya emilmesiyle, kimyasal bir reaksiyonun meydana geldiği sonucuna varırız.

Bir bakır levha kalsine edilirse yüzeyinde siyah bir kaplama belirir; karbondioksiti kireçli sudan üflerken beyaz bir çökelti düşer; odun yandığında, kabın soğuk duvarlarında su damlaları belirir; magnezyum yandığında beyaz bir toz elde edilir.

Kimyasal reaksiyonların belirtilerinin renk, koku, tortu oluşumu ve gaz görünümünde bir değişiklik olduğu ortaya çıktı.

Kimyasal reaksiyonları ele alırken, sadece nasıl ilerlediklerine değil, reaksiyonun başlangıcı ve seyri için yerine getirilmesi gereken koşullara da dikkat etmek gerekir.

Peki bir kimyasal reaksiyonun başlaması için hangi koşullar sağlanmalıdır?

Bunun için öncelikle reaksiyona giren maddelerin temas ettirilmesi (birleştirme, karıştırma) gereklidir. Maddeler ne kadar ezilirse, temaslarının yüzeyi o kadar büyük olur, aralarındaki reaksiyon o kadar hızlı ve aktif olarak ilerler. Örneğin, topak şekerin tutuşması zordur, ancak havada ezilir ve dağılır, saniyenin çok küçük bir bölümünde yanarak bir tür patlama oluşturur.

Çözünme yardımı ile bir maddeyi küçük parçacıklara ayırabiliriz. Bazen başlangıç ​​maddelerinin ön çözünmesi, maddeler arasındaki kimyasal reaksiyonu kolaylaştırır.

Bazı durumlarda, örneğin demir gibi maddelerin nemli hava ile teması bir reaksiyonun oluşması için yeterlidir. Ancak daha sık olarak, bunun için maddelerin bir teması yeterli değildir: diğer bazı koşulların yerine getirilmesi gerekir.

Böylece bakır, yaklaşık 20˚-25˚С gibi düşük bir sıcaklıkta atmosferik oksijen ile reaksiyona girmez. Bakır bileşiğinin oksijen ile reaksiyona girmesi için ısıtmaya başvurmak gerekir.

Isıtma, kimyasal reaksiyonların oluşumunu farklı şekillerde etkiler. Bazı reaksiyonlar sürekli ısıtma gerektirir. Isıtma durursa, kimyasal reaksiyon durur. Örneğin, şekeri ayrıştırmak için sürekli ısıtma gereklidir.

Diğer durumlarda, sadece bir reaksiyonun meydana gelmesi için ısıtma gereklidir, bir ivme verir ve daha sonra reaksiyon ısıtma olmadan ilerler. Örneğin, magnezyum, odun ve diğer yanıcı maddeleri yakarken böyle bir ısınma gözlemliyoruz.

site, materyalin tamamen veya kısmen kopyalanmasıyla, kaynağa bir bağlantı gereklidir.

Sanayide, gerekli reaksiyonların gerçekleşmesi ve zararlı olanların yavaşlaması için bu koşulları seçerler.

KİMYASAL REAKSİYON TÜRLERİ

Tablo 12, bunlara katılan parçacıkların sayısına göre ana kimyasal reaksiyon türlerini listeler. Ders kitaplarında sıklıkla açıklanan reaksiyonların çizimleri ve denklemleri verilmiştir. ayrışma, bağlantılar, ikameler ve değişme.

Tablonun üst kısmında ayrışma reaksiyonları su ve sodyum bikarbonat. Doğrudan elektrik akımını sudan geçirmek için bir cihaz tasvir edilmiştir. Katot ve anot, suya batırılmış ve bir elektrik akımı kaynağına bağlı metal plakalardır. Saf suyun pratik olarak elektrik akımını iletmemesi nedeniyle, buna az miktarda soda (Na 2 CO 3) veya sülfürik asit (H 2 SO 4) eklenir. Her iki elektrotta da akım geçişi ile gaz kabarcıkları açığa çıkar. Hidrojenin toplandığı tüpte hacim, oksijenin toplandığı tüpe göre iki kat daha büyüktür (varlığı parlayan bir çubuk yardımıyla doğrulanabilir). Model şeması, su ayrışmasının reaksiyonunu göstermektedir. Su moleküllerinde atomlar arasındaki kimyasal (kovalent) bağlar yok edilir ve serbest kalan atomlardan hidrojen ve oksijen molekülleri oluşur.

Model şeması bileşik reaksiyonlar metal demir ve moleküler sülfür S 8, reaksiyon sırasında atomların yeniden düzenlenmesi sonucunda demir sülfürün oluştuğunu göstermektedir. Aynı zamanda, Kimyasal bağlar bir demir kristalinde (metal bağ) ve bir kükürt molekülünde ( kovalent bağ) ve serbest kalan atomlar bir tuz kristalinde iyonik bağlar oluşturmak üzere birleşir.

Bileşiğin başka bir reaksiyonu, kalsiyum hidroksit oluşturmak için CaO kirecinin su ile söndürülmesidir. Bu durumda yanmış (sönmemiş) kireç ısınmaya başlar ve gevşek bir sönmüş kireç tozu oluşur.

İLE yer değiştirme reaksiyonları bir metalin bir asit veya tuz ile etkileşimini ifade eder. Yeterince aktif bir metal, güçlü (ancak nitrik olmayan) bir asit içine daldırıldığında, hidrojen kabarcıkları açığa çıkar. Daha aktif metal, daha az aktif metali tuzunun çözeltisinden uzaklaştırır.

Tipik değişim reaksiyonları nötralizasyon reaksiyonu ve iki tuzun çözeltileri arasındaki reaksiyondur. Şekil, bir baryum sülfat çökeltisinin hazırlanmasını göstermektedir. Nötralizasyon reaksiyonunun seyri, bir fenolftalein göstergesi kullanılarak izlenir (ahududu rengi kaybolur).

Tablo 12

Kimyasal reaksiyon türleri

HAVA. OKSİJEN. YANMA

Oksijen, Dünya'da en bol bulunan kimyasal elementtir. İçeriği yer kabuğu ve hidrosfer, tablo 2 "Kimyasal elementlerin yaygınlığı"nda sunulmaktadır. Oksijen, litosfer kütlesinin yaklaşık yarısını (%47) oluşturur. Hidrosferdeki baskın kimyasal elementtir. Yerkabuğunda oksijen yalnızca bağlı bir biçimde (oksitler, tuzlar) bulunur. Hidrosfer ayrıca esas olarak bağlı oksijen ile temsil edilir (moleküler oksijenin bir kısmı suda çözülür).

Serbest oksijen atmosferi hacimce %20,9 içerir. Hava, karmaşık bir gaz karışımıdır. Kuru hava %99,9 azot (%78,1), oksijen (%20,9) ve argondan (%0,9) oluşur. Bu gazların havadaki içeriği pratik olarak sabittir. Kuru atmosferik hava ayrıca karbon dioksit, neon, helyum, metan, kripton, hidrojen, nitrik oksit (I) (dinitrojen oksit, nitrojen hemioksit - N 2 O), ozon, kükürt dioksit, karbon monoksit, ksenon, nitrojen (IV) oksit (azot dioksit) içerir - HAYIR 2).

Havanın bileşimi, 18. yüzyılın sonunda Fransız kimyager Antoine Laurent Lavoisier tarafından belirlendi (Tablo 13). Havadaki oksijen içeriğini kanıtladı ve buna "hayati hava" adını verdi. Bunu yapmak için, ince bir kısmı bir cam çan altında taşınan bir su banyosuna indirilen bir cam imbik içindeki bir fırında cıva ısıttı. Kaputun altındaki havanın kapalı olduğu ortaya çıktı. Isıtıldığında, cıva oksijenle birleşerek kırmızı bir cıva okside dönüşür. Cıva ısıtıldıktan sonra cam kapakta kalan "hava" oksijen içermiyordu. Kaputun altına yerleştirilen fare boğuldu. Lavoisier cıva oksidi ateşleyerek oksijeni ondan ayırdı ve tekrar saf cıva elde etti.

Atmosferdeki oksijen içeriği yaklaşık 2 milyar yıl önce belirgin bir şekilde artmaya başladı. Reaksiyonun bir sonucu olarak fotosentez belirli bir hacimde karbondioksit emildi ve aynı hacimde oksijen serbest bırakıldı. Tablodaki şekil, fotosentez sırasında oksijen oluşumunu şematik olarak göstermektedir. İçeren yeşil bitkilerin yapraklarında fotosentez sürecinde klorofil, güneş enerjisini emerken, su ve karbondioksite dönüştürülür. karbonhidratlar(şeker) ve oksijen... Yeşil bitkilerde glikoz ve oksijen oluşumunun reaksiyonu aşağıdaki gibi yazılabilir:

6H 2 O + 6CO 2 = C 6 H 12 O 6 + 6O 2.

Elde edilen glikoz suda çözünmez hale dönüştürülür. nişasta bitkilerde birikir.

Tablo 13

Hava. Oksijen. Yanma

Fotosentez, birkaç aşamayı içeren karmaşık bir kimyasal süreçtir: güneş enerjisinin emilmesi ve taşınması, fotokimyasal redoks reaksiyonlarını başlatmak için güneş enerjisinin kullanılması, karbondioksitin indirgenmesi ve karbonhidratların oluşumu.

Güneş ışığı, çeşitli dalga boylarında elektromanyetik radyasyondur. Absorpsiyon üzerine klorofil molekülünde görülebilir ışık(kırmızı ve mor) elektronların bir enerji durumundan diğerine geçişleri meydana gelir. Fotosentez, Dünya yüzeyine ulaşan güneş enerjisinin sadece küçük bir kısmını (%0,03) tüketir.

Dünya üzerindeki tüm karbondioksit, ortalama 300 yılda, oksijen 2000 yılda ve okyanus suyunda 2 milyon yılda fotosentez döngüsünden geçer. Şu anda, atmosferde sabit bir oksijen içeriği kurulmuştur. Organik maddenin solunması, yanması ve çürümesi için neredeyse tamamı tüketilir.

Oksijen en aktif maddelerden biridir. Oksijen içeren işlemlere oksidasyon reaksiyonları denir. Bunlara yanma, nefes alma, çürüme ve diğerleri dahildir. Tablo, ısı ve ışığın serbest bırakılmasıyla devam eden yağın yanmasını göstermektedir.

Yanma reaksiyonları sadece faydalı değil aynı zamanda zararlı da olabilir. Yanan nesneye hava (oksitleyici) erişimi köpük, kum veya battaniye kullanılarak durdurularak yanma durdurulabilir.

Köpüklü yangın söndürücüler, konsantre bir kabartma tozu çözeltisi ile doldurulur. Yangın söndürücünün üst kısmında bulunan cam ampulde bulunan konsantre sülfürik asit ile temas ettiğinde karbondioksit köpüğü oluşur. Yangın söndürücüyü çalıştırmak için ters çevirin ve metal bir iğne ile yere vurun. Bu durumda sülfürik asitli ampul kırılır ve asidin sodyum bikarbonat ile reaksiyonu sonucu oluşan karbondioksit sıvıyı köpürür ve güçlü bir jet ile yangın söndürücüden dışarı atar. Yanan bir nesneyi saran köpüklü sıvı ve karbondioksit, havayı geri iter ve alevi söndürür.