Швидкість хімічної реакції, залежність швидкості реакції від різних чинників » mozok.click
 

mozok.click » Хімія » Швидкість хімічної реакції, залежність швидкості реакції від різних чинників
Інформація про новину
  • Переглядів: 266
  • Автор: admin
  • Дата: 1-02-2018, 17:58
1-02-2018, 17:58

Швидкість хімічної реакції, залежність швидкості реакції від різних чинників

Категорія: Хімія

Опанувавши матеріал параграфа, ви зможете:

• формулювати визначення понять «швидкість хімічної реакції», «хімічна кінетика»;

• характеризувати вплив різних чинників на швидкість хімічної реакції;

• пояснювати залежність швидкості хімічної реакції від різних чинників;

• спостерігати взаємодію металів різної активності з хлорид-ною кислотою; залежність швидкості від концентрації реагентів і температури;

• робити висновки про вплив різних чинників на швидкість хімічної реакції.

Швидкість хімічних реакцій. Спостерігаючи хімічні реакції, ви вже переконалися, що вони відбуваються з різною швидкістю. Наприклад, ржавіння заліза, окиснення міді до купрум(ІІ) оксиду, утворення гірських порід і їх руйнування — це тривалі процеси, а горіння дров, свічки відбувається впродовж кількох годин. Більшість реакцій, які ви проводите в лабораторії, — миттєві.

Знання про швидкість перебігу хімічних реакцій відіграє важливу роль у житті людини, адже вона може керувати перетвореннями речовин, прискорюючи потрібні й сповільнюючи некорисні

для неї. На великих підприємствах значну увагу приділяють економічній ефективності виробництва. Усе це сприяло виникненню вчення про швидкість хімічних реакцій, механізми їхнього перебігу, назва якого — хімічна кінетика.

Швидкість хімічних реакцій визначають зміною концентрації реагенту або продукту реакції за одиницю часу в одиниці об’єму (рис. 56).

Чинники, від яких залежить швидкість хімічної реакції. Упродовж вивчення курсу хімії ви переконалися в тому, що для перебігу хімічної реакції потрібно забезпечити зіткнення частинок реагентів. Однак не завжди при цьому відбувається реакція. Щоб відбулося зіткнення реагентів, у багатьох випадках необхідна енергія, яка забезпечить руйнування хімічних зв’язків у речовинах, що реагують, й утворення відповідних зв’язків у продуктах реакції. Це досягається під час нагрівання, значного опромінення й за наявності каталізатора.



• Залежність швидкості хімічної реакції від природи реагентів. Хімічна активність (природа речовин, що реагують) значною мірою впливає на перебіг реакції. Перевіримо це, досліджуючи взаємодію металів з хлоридною кислотою (рис. 57).

Дослід 1. Взаємодія цинку, магнію та заліза з хлоридною кислотою. Покладемо на дно трьох пробірок однакові порції магнію, цинку та заліза. Доллємо однакові об’єми хлоридної кислоти. Через кілька

секунд спостерігаємо виділення водню. За інтенсивністю виділення бульбашок можна визначити швидкість реакцій. Результати дослідження свідчать, що найшвидше реагує магній, потім — цинк, а най-повільніше — залізо.

Отже, швидкість хімічної реакції залежить від активності металів.

Напишіть самостійно рівняння реакцій і розгляньте їх з погляду окисно-відновних. Зробіть висновок про окисник і відновник.

Залежність швидкості хімічної реакції від концентрації реагентів.

Дослід 2. Взаємодія цинку, магнію та заліза з розбавленою хлорид-ною кислотою. Видозмінимо дослід 1. До однакових порцій магнію, цинку та заліза доллємо хлоридну кислоту, розбавлену наполовину водою. Це означає, що концентрація кислоти вдвічі менша. Реакція відбувається значно повільніше, спостерігається менше виділення бульбашок газу.


Від чого це залежить? Очевидно, що зі зменшенням концентрації хлоридної кислоти кількість йонів H+ у розчині зменшилась удвічі. Тому частота зіткнень між металом і йонами H+ зменшилася. Якщо ж концентрацію хлорид-ної кислоти збільшити, то відповідно зросте й частота зіткнень.

На рисунку 58 зображено процес горіння вуглецю в повітрі та в чистому кисні.

Порівняйте результати горіння та поясніть самостійно, чому в кисні горіння відбувається інтенсивніше.

У випадку, коли реагентами є гази, швидкість реакції залежить від тиску.

Що більше стискають газову суміш, то менші відстані між її молекулами, тобто їх концентрація збільшується. Тому частота зіткнень зростає (рис. 59).

Отже, можна зробити висновок, що швидкість хімічної реакції прямо пропорційна концентрації реагентів.

Залежність швидкості хімічної реакції від площі поверхні контакту реагентів. Швидкість хімічної реакції

залежить від ступеня подрібнення речовини. Що більше подрібнена речовина, то більша ймовірність установлення контакту між реагентами. Проведемо дослід.

Дослід 3. Взаємодія кальцій карбонату з розчином сульфатної кислоти. Покладемо у дві пробірки однакові порції кальцій карбонату (крейди). У першу пробірку — шматком, у другу — подрібнену. Доллємо однакові об’єми розчину сульфатної кислоти. У першій пробірці реакція відбувається значно повільніше, ніж у другій.

Залежність швидкості хімічної реакції від температури. Під час вивчення хімічних реакцій ви вже ознайомилися з деякими чинниками їхнього перебігу. Що ж відбувається за нагрівання реагентів? Наприклад, у природних умовах окиснення міді відбувається дуже повільно. Однак якщо нагріти мідну дротину в полум’ї спиртівки, то вона швидко окиснюється й на її поверхні утворюється чорний наліт купрум(ІІ) оксиду. Тому можемо стверджувати, що швидкість хімічної реакції зростає за нагрівання речовин.

Чим це пояснити? Очевидно, що з надходженням тепла ззовні частинки речовини стають активними й частота їх контакту зростає.

Залежність швидкості хімічної реакції від наявності каталізатора.

Пригадайте, які речовини називають каталізаторами та яка їхня роль у процесі перебігу хімічних реакцій.Пришвидшити реакцію можна за допомогою каталізаторів. Проте каталізатори діють по-різному: одні пришвидшують перебіг реакції, інші — сповільнюють. У більшості виробництв використовують каталізатори, які пришвидшують перебіг реакцій, щоб зменшити затрати праці й енергоресурсів, тобто підвищити економічну ефективність процесів. Добуваючи кисень у лабораторних умовах з гідроген пероксиду, ви як каталізатор використовували манган(ІУ) оксид. Ефективність каталізатора полягає в зміні механізму перебігу реакцій.


Лабораторний дослід 11

Вплив площі поверхні контакту реагентів, концентрації' та температури на швидкість реакції' цинку з хлорид-ною кислотою

Повторіть правила безпеки під час роботи з речовинами й суворо дотримуйтеся їх.

Завдання 1. Дослідіть вплив площі поверхні контакту реагентів на швидкість хімічної реакції.

Дослід 1. Покладіть в одну пробірку гранулу цинку, а в другу — таку саму масу порошку. До кожної з пробірок долийте хлоридну кислоту однакового об’єму. Опишіть свої спостереження. Зробіть висновок.

Завдання 2. Дослідіть вплив концентрації реагентів на швидкість хімічної реакції.

Дослід 2. Покладіть у дві пробірки по гранулі цинку. Долийте хлоридну кислоту різної концентрації: у першу пробірку — нероз-ведену, у другу — наполовину розведену водою. Опишіть свої спостереження. Зробіть висновок.

Завдання 3. Дослідіть вплив температури на швидкість хімічної реакції.

Дослід 3. Покладіть у дві пробірки по гранулі цинку. Долийте хлоридну кислоту так, щоб вона вкрила поверхню цинку. Нагрійте одну з пробірок, а другу залиште для порівняння. Опишіть свої спостереження. Зробіть висновок.

Результати досліджень запишіть у таблицю в зошиті. Зробіть загальний висновок.

ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ

Хімічна кінетика — учення про швидкість хімічних реакцій і механізм їхнього перебігу.

Швидкість хімічних реакцій визначають зміною концентрації реагенту або продукту реакції за одиницю часу в одиниці об’єму. Швидкість хімічної реакції залежить від таких чинників: 1) природи речовин, що реагують; 2) концентрації реагентів; 3) площі поверхні контакту реагентів; 4) температури; 5) наявності каталізатора.

Усі зазначені вище чинники впливають на зростання частоти зіткнень між частинками речовин, а отже, пришвидшують перебіг хімічних реакцій.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

1. Поясніть, як ви розумієте поняття «швидкість хімічної реакції».

2. Наведіть приклади реакцій, що відбуваються з різною швидкістю за певний проміжок часу.

3. Назвіть чинники, які впливають на швидкість хімічної реакції.

4. Позначте два чинники, що вплинуть на швидкість хімічної реакції, поданої схемою

А температура Б тиск

В каталізатор Г площа поверхні контакту реагентів

5. Укажіть, між якими речовинами швидкість хімічної реакції залежить від тиску.

А взаємодія міді з киснем

Б взаємодія розчинів сульфатної кислоти й барій гідроксиду В взаємодія кальцій карбонату з хлоридною кислотою Г взаємодія водню з азотом

6. Укажіть, у якій з пробірок (І чи ІІ) і чому реакція відбуватиметься швидше, якщо до однакових порцій натрій сульфіту долити по 2 мл хлоридної кислоти, розведеної так: І — 1 : 4; ІІ — 1 : 8.

А у І, бо концентрація кислоти менша Б у ІІ, бо концентрація кислоти більша В у І, бо концентрація кислоти більша Г у ІІ, бо концентрація кислоти менша

7. Укажіть, у якій з пробірок (І чи ІІ), що містять однакові порції порошків цинку й заліза, до яких долито розчин сульфатної кислоти однакової концентрації об’ємом по 2 мл, реакція відбуватиметься повільніше й чому.

А у ІІ, бо залізо менш активне, ніж цинк Б у ІІ, бо залізо активніше за цинк В у І, бо цинк активніший за залізо Г у І, бо залізо активніше за цинк

 

Це матеріал з підручника Хімія 9 клас Савчин

 






^