Cheminės reakcijos greitis- vienos iš reaguojančių medžiagų kiekio pasikeitimas per laiko vienetą reakcijos erdvės vienete.

Cheminės reakcijos greičiui įtakos turi šie veiksniai:

• reaguojančių medžiagų pobūdis;
• reagentų koncentracija;
• reagentų kontaktinis paviršius (vienalypėse reakcijose);
• temperatūra;
• katalizatorių veikimas.

Aktyvių susidūrimų teorija leidžia paaiškinti kai kurių veiksnių įtaką cheminės reakcijos greičiui. Pagrindinės šios teorijos nuostatos:

• Reakcijos įvyksta, kai susiduria tam tikrą energiją turinčių reagentų dalelės.
• Kuo daugiau reagento dalelių, kuo arčiau viena kitos, tuo didesnė tikimybė, kad jos susidurs ir sureaguos.
• Tik efektyvūs susidūrimai sukelia reakciją, t.y. tie, kuriuose „senieji ryšiai“ suardomi arba susilpnėja ir todėl gali susiformuoti „nauji“. Norėdami tai padaryti, dalelės turi turėti pakankamai energijos.
• Mažiausias energijos perteklius, reikalingas efektyviam reaguojančių dalelių susidūrimui, vadinamas aktyvacijos energija Ea.
• Cheminių medžiagų aktyvumas pasireiškia maža su jais susijusių reakcijų aktyvavimo energija. Kuo mažesnė aktyvinimo energija, tuo didesnis reakcijos greitis. Pavyzdžiui, vykstant reakcijoms tarp katijonų ir anijonų, aktyvacijos energija yra labai maža, todėl tokios reakcijos vyksta beveik akimirksniu.

Reagentų koncentracijos įtaka reakcijos greičiui

Didėjant reagentų koncentracijai, didėja reakcijos greitis. Kad įvyktų reakcija, dvi cheminės dalelės turi priartėti viena prie kitos, todėl reakcijos greitis priklauso nuo susidūrimų tarp jų skaičiaus. Padidėjęs dalelių skaičius tam tikrame tūryje sukelia dažnesnius susidūrimus ir padidina reakcijos greitį.

Padidėjus slėgiui arba sumažėjus mišinio užimamam tūriui, padidės reakcijos, vykstančios dujų fazėje, greitis.

Remdamiesi eksperimentiniais duomenimis 1867 m., Norvegijos mokslininkai K. Guldbergas ir P Vaage, o nepriklausomai nuo jų 1865 m., Rusijos mokslininkas N. I. Beketovas suformulavo pagrindinį cheminės kinetikos dėsnį, kuris nustato reakcijos greičio priklausomybė nuo reaguojančių medžiagų koncentracijų -

Masinio veiksmo dėsnis (LMA):

Cheminės reakcijos greitis yra proporcingas reaguojančių medžiagų koncentracijų sandaugai, paimtai galiomis, lygiomis jų koeficientams reakcijos lygtyje. („veikianti masė“ yra šiuolaikinės „koncentracijos“ sąvokos sinonimas)

aA +bB =cC +dd, kur k yra reakcijos greičio konstanta

ZDM atliekamas tik elementarioms cheminėms reakcijoms, vykstančioms viename etape. Jei reakcija vyksta nuosekliai per kelis etapus, tada bendrą viso proceso greitį lemia lėčiausia jo dalis.

Įvairių tipų reakcijų greičio išraiškos

ZDM reiškia homogenines reakcijas. Jei reakcija yra nevienalytė (reagentai yra skirtingos agregacijos būsenos), tada į MDM lygtį patenka tik skysti arba tik dujiniai reagentai, o kietieji neįtraukiami, turintys įtakos tik greičio konstantai k.

Reakcijos molekuliškumas yra minimalus elementariame cheminiame procese dalyvaujančių molekulių skaičius. Pagal molekuliškumą elementarios cheminės reakcijos skirstomos į molekulines (A →) ir bimolekulines (A + B →); Trimolekulinės reakcijos yra labai retos.

Heterogeninių reakcijų greitis

• Priklauso nuo medžiagų sąlyčio paviršiaus plotas, t.y. apie medžiagų malimo laipsnį, reagentų maišymo išsamumą.
• Pavyzdys yra medienos deginimas. Visas rąstas ore dega palyginti lėtai. Jei padidinsite medžio sąlyčio su oru paviršių, suskaidydami rąstą į skiedras, padidės degimo greitis.
• Piroforinė geležis pilama ant filtravimo popieriaus lakšto. Rudenį geležies dalelės įkaista ir užsidega popierių.

Temperatūros įtaka reakcijos greičiui

XIX amžiuje olandų mokslininkas Van't Hoffas eksperimentiškai atrado, kad temperatūrai pakilus 10 °C, daugelio reakcijų greitis padidėja 2–4 ​​kartus.

Van't Hoffo taisyklė

Kiekvienam 10 ◦ C temperatūros padidėjimui reakcijos greitis padidėja 2–4 ​​kartus.

Čia γ (graikiška raidė "gama") - vadinamasis temperatūros koeficientas arba van't Hoff koeficientas, turi reikšmes nuo 2 iki 4.

Kiekvienai konkrečiai reakcijai temperatūros koeficientas nustatomas empiriškai. Tai tiksliai parodo, kiek kartų tam tikros cheminės reakcijos greitis (ir jos greičio konstanta) padidėja kas 10 laipsnių kylant temperatūrai.

Van't Hoff taisyklė naudojama apytiksliai apskaičiuoti reakcijos greičio konstantos pokytį didėjant arba mažėjant temperatūrai. Tikslesnį greičio konstantos ir temperatūros ryšį nustatė švedų chemikas Svante Arrhenius:

Kaip daugiau E specifinė reakcija, mažiau(tam tikroje temperatūroje) bus šios reakcijos greičio konstanta k (ir greitis). Padidėjus T, padidėja greičio konstanta; tai paaiškinama tuo, kad pakilus temperatūrai sparčiai didėja „energetinių“ molekulių, galinčių įveikti aktyvacijos barjerą E a, skaičius.

Katalizatoriaus įtaka reakcijos greičiui

Reakcijos greitį galima keisti naudojant specialias medžiagas, kurios keičia reakcijos mechanizmą ir nukreipia jį energetiškai palankesniu keliu su mažesne aktyvavimo energija.

Katalizatoriai– Tai medžiagos, kurios dalyvauja cheminėje reakcijoje ir padidina jos greitį, tačiau reakcijai pasibaigus kokybiškai ir kiekybiškai išlieka nepakitusios.

Inhibitoriai- Medžiagos, lėtinančios chemines reakcijas.

Cheminės reakcijos greičio ar jos krypties keitimas katalizatoriaus pagalba vadinamas katalizė .

Cheminių virsmų mechanizmus ir jų greičius tiria cheminė kinetika. Cheminiai procesai laikui bėgant vyksta skirtingais tempais. Kai kurie įvyksta greitai, beveik akimirksniu, o kiti užtrunka labai ilgai.

Susisiekus su

Greitoji reakcija- greitis, kuriuo sunaudojami reagentai (mažėja jų koncentracija) arba susidaro reakcijos produktai tūrio vienetui.

Veiksniai, galintys turėti įtakos cheminės reakcijos greičiui

Cheminės sąveikos greitį gali paveikti šie veiksniai:

• medžiagų koncentracija;
• reagentų pobūdis;
• temperatūra;
• katalizatoriaus buvimas;
• slėgis (reakcijoms dujinėje terpėje).

Taigi, pakeitus tam tikras cheminio proceso eigos sąlygas, galima daryti įtaką, kaip greitai procesas vyks.

Cheminės sąveikos procese reaguojančių medžiagų dalelės susiduria viena su kita. Tokių sutapimų skaičius yra proporcingas medžiagų dalelių skaičiui reaguojančio mišinio tūryje, taigi proporcingas reagentų molinėms koncentracijoms.

Veikiančių masių dėsnis apibūdina reakcijos greičio priklausomybę nuo reaguojančių medžiagų molinių koncentracijų.

Elementariajai reakcijai (A + B → ...) šis dėsnis išreiškiamas formule:

υ \u003d k ∙С A ∙С B,

čia k yra greičio konstanta; CA ir C B yra reagentų A ir B molinės koncentracijos.

Jei viena iš reaguojančių medžiagų yra kietos būsenos, tai sąveika vyksta sąsajoje, todėl kietosios medžiagos koncentracija neįtraukiama į veikiančių masių kinetikos dėsnio lygtį. Norint suprasti greičio konstantos fizikinę reikšmę, reikia paimti C, A ir C B lygius 1. Tada paaiškėja, kad greičio konstanta yra lygi reakcijos greičiui, kai reagento koncentracija lygi vienetui.

Reagentų pobūdis

Kadangi sąveikos procese sunaikinami reaguojančių medžiagų cheminiai ryšiai ir susidaro nauji reakcijos produktų ryšiai, junginių reakcijoje dalyvaujančių jungčių pobūdis ir reaguojančių medžiagų molekulių struktūra turės įtakos. svarbus vaidmuo.

Reagentų sąlyčio paviršiaus plotas

Tokia charakteristika, kaip kietų reagentų sąlyčio paviršiaus plotas, kartais gana reikšmingai, turi įtakos reakcijos eigai. Kietos medžiagos šlifavimas leidžia padidinti reagentų sąlyčio paviršiaus plotą ir pagreitinti procesą. Tirpių medžiagų sąlyčio plotas lengvai padidėja ištirpus medžiagai.

Reakcijos temperatūra

Kylant temperatūrai, padidės susidūrusių dalelių energija, akivaizdu, kad kylant temperatūrai paspartės ir pats cheminis procesas. Aiškiu pavyzdžiu, kaip temperatūros padidėjimas veikia medžiagų sąveikos procesą, galima laikyti lentelėje pateiktus duomenis.

1 lentelė. Temperatūros pokyčio įtaka vandens susidarymo greičiui (О 2 +2Н 2 → 2Н 2 О)

Kiekybiniam aprašymui, kaip temperatūra gali paveikti medžiagų sąveikos greitį, naudojama van't Hoff taisyklė. Van't Hoffo taisyklė – temperatūrai pakilus 10 laipsnių, įsibėgėja 2-4 kartus.

Matematinė formulė, apibūdinanti van't Hoff taisyklę, yra tokia:

Čia γ yra cheminės reakcijos greičio temperatūros koeficientas (γ = 2−4).

Tačiau Arrheniuso lygtis kur kas tiksliau apibūdina greičio konstantos priklausomybę nuo temperatūros:

Kur R yra universali dujų konstanta, A yra veiksnys, nustatomas pagal reakcijos tipą, E, A yra aktyvacijos energija.

Aktyvacijos energija yra energija, kurią turi įgyti molekulė, kad įvyktų cheminė transformacija. Tai yra, tai yra tam tikras energijos barjeras, kurį turės įveikti molekulės, susidūrusios reakcijos tūryje, kad perskirstytų ryšius.

Aktyvinimo energija nepriklauso nuo išorinių veiksnių, bet priklauso nuo medžiagos pobūdžio. Aktyvinimo energijos vertė iki 40 - 50 kJ / mol leidžia medžiagoms gana aktyviai reaguoti viena su kita. Jei aktyvacijos energija viršija 120 kJ/mol, tada medžiagos (įprastoje temperatūroje) reaguos labai lėtai. Temperatūros pokytis lemia aktyvių molekulių skaičiaus pasikeitimą, tai yra molekulių, kurių energija yra didesnė už aktyvacijos energiją ir todėl gali atlikti chemines transformacijas.

Katalizatoriaus veikimas

Katalizatorius yra medžiaga, kuri gali pagreitinti procesą, bet nėra jo produktų dalis. Katalizė (cheminio virsmo eigos pagreitis) skirstoma į · vienalytę, · nevienalytę. Jei reagentai ir katalizatorius yra toje pačioje agregacijos būsenoje, tada katalizė vadinama vienalyte, jei skirtingos būsenos, tada heterogenine. Katalizatorių veikimo mechanizmai yra įvairūs ir gana sudėtingi. Be to, reikia pažymėti, kad katalizatoriai pasižymi veikimo selektyvumu. Tai yra, tas pats katalizatorius, pagreitindamas vieną reakciją, negali niekaip pakeisti kitos greičio.

Slėgis

Jei transformacijoje dalyvauja dujinės medžiagos, proceso greičiui įtakos turės slėgio pokytis sistemoje . Taip atsitinka todėl, kad dujinių reagentų slėgio pokytis lemia koncentracijos pasikeitimą.

Eksperimentinis cheminės reakcijos greičio nustatymas

Eksperimentiniu būdu galima nustatyti cheminės transformacijos greitį, gavus duomenis, kaip keičiasi reaguojančių medžiagų ar produktų koncentracija per laiko vienetą. Tokių duomenų gavimo būdai skirstomi į

• cheminis,
• fizinės ir cheminės.

Cheminiai metodai yra gana paprasti, prieinami ir tikslūs. Jų pagalba greitis nustatomas tiesiogiai matuojant reagentų ar produktų medžiagos koncentraciją arba kiekį. Esant lėtai reakcijai, imami mėginiai, siekiant stebėti, kaip sunaudojamas reagentas. Po to nustatomas reagento kiekis mėginyje. Reguliariai imant mėginius, galima gauti duomenis apie medžiagos kiekio kitimą sąveikos metu. Dažniausiai naudojamos analizės rūšys yra titrimetrija ir gravimetrija.

Jei reakcija vyksta greitai, norint paimti mėginį, ji turi būti sustabdyta. Tai galima padaryti aušinant staigus katalizatoriaus pašalinimas, taip pat galima atskiesti arba perkelti vieną iš reagentų į nereaguojančią būseną.

Fizikinės ir cheminės analizės metodai šiuolaikinėje eksperimentinėje kinetikoje naudojami dažniau nei cheminiai. Jų pagalba galite stebėti medžiagų koncentracijų kitimą realiu laiku. Nereikia stabdyti reakcijos ir imti mėginių.

Fizikiniai ir cheminiai metodai yra pagrįsti fizinės savybės, kuri priklauso nuo tam tikro junginio kiekybinio kiekio sistemoje ir kinta laikui bėgant, matavimu. Pavyzdžiui, jei reakcijoje dalyvauja dujos, tokia savybė gali būti slėgis. Taip pat matuojamas medžiagų elektrinis laidumas, lūžio rodiklis ir sugerties spektrai.

1 klausimas. Kokios medžiagos vadinamos katalizatoriais?

Medžiagos, kurios keičia cheminės reakcijos greitį ir lieka nepakitusios jai pasibaigus, vadinamos katalizatoriais.

2 klausimas. Kokį vaidmenį ląstelėje atlieka fermentai?

Fermentai yra biologiniai katalizatoriai, kurie pagreitina chemines reakcijas gyvoje ląstelėje. Vienų fermentų molekulės susideda tik iš baltymų, kitų – baltyminiai ir nebaltyminiai junginiai (organiniai – kofermentai arba neorganiniai – įvairių metalų jonai). Fermentai yra griežtai specifiniai: kiekvienas fermentas katalizuoja tam tikro tipo reakcijas, kuriose dalyvauja tam tikros rūšies substrato molekulės.

3 klausimas. Nuo kokių veiksnių gali priklausyti fermentinių reakcijų greitis?

Fermentinių reakcijų greitis labai priklauso nuo fermento koncentracijos, medžiagos pobūdžio, temperatūros, slėgio ir terpės reakcijos (rūgštinės ar šarminės).

Daugeliui fermentų, esant tam tikroms sąlygoms, pavyzdžiui, esant tam tikrų medžiagų molekulėms, pasikeičia aktyvaus centro konfigūracija, kuri leidžia jiems užtikrinti didžiausią fermentinį aktyvumą.

4 klausimas. Kodėl aukštoje temperatūroje dauguma fermentų praranda katalizines savybes?

Aukšta aplinkos temperatūra, kaip taisyklė, sukelia baltymų denatūraciją, t.y., pažeidžia jo natūralią struktūrą. Todėl esant aukštai temperatūrai dauguma fermentų praranda savo katalizines savybes.

5 klausimas. Kodėl dėl vitaminų trūkumo gali sutrikti gyvybiniai organizmo procesai?

Daugelis vitaminų yra fermentų dalis. Todėl vitaminų trūkumas organizme sukelia ląstelių fermentų aktyvumo susilpnėjimą, todėl gali sutrikti gyvybiniai procesai.

1.8. Biologiniai katalizatoriai

4,3 (86,15%) 52 balsai

Šiame puslapyje buvo ieškoma:

• kokį vaidmenį ląstelėje atlieka fermentai
• kokios medžiagos vadinamos katalizatoriais
• kodėl dauguma fermentų aukštoje temperatūroje
• Kokie veiksniai turi įtakos fermentinių reakcijų greičiui?
• Kodėl aukštoje temperatūroje dauguma fermentų praranda savo savybes?

Greitoji reakcija nustatomas pagal vieno iš reagentų molinės koncentracijos pokytį:

V \u003d ± ((C 2 - C 1) / (t 2 - t 1)) \u003d ± (DC / Dt)

Kur C 1 ir C 2 yra medžiagų molinės koncentracijos atitinkamai momentais t 1 ir t 2 (ženklas (+) – jei greitį lemia reakcijos produktas, ženklas (-) – pradinė medžiaga).

Reakcijos įvyksta susidūrus reagentų molekulėms. Jo greitį lemia susidūrimų skaičius ir tikimybė, kad jie sukels transformaciją. Susidūrimų skaičių lemia reaguojančių medžiagų koncentracijos, o reakcijos tikimybę – susidūrusių molekulių energija.
Veiksniai, turintys įtakos cheminių reakcijų greičiui.
1. Reagentų prigimtis. Svarbų vaidmenį atlieka cheminių jungčių pobūdis ir reagentų molekulių struktūra. Reakcijos vyksta mažiau stiprių ryšių sunaikinimo ir stipresnių jungčių medžiagų susidarymo kryptimi. Taigi, norint nutraukti ryšius H 2 ir N 2 molekulėse, reikalingos didelės energijos; tokios molekulės nėra labai reaktyvios. Norint nutraukti ryšius labai polinėse molekulėse (HCl, H 2 O), reikia mažiau energijos, o reakcijos greitis yra daug didesnis. Reakcijos tarp jonų elektrolitų tirpaluose vyksta beveik akimirksniu.
Pavyzdžiai
Fluoras sprogstamai reaguoja su vandeniliu kambario temperatūroje; bromas su vandeniliu reaguoja lėtai net ir šildomas.
Kalcio oksidas intensyviai reaguoja su vandeniu, išskirdamas šilumą; vario oksidas – nereaguoja.

2. Koncentracija. Didėjant koncentracijai (dalelių skaičiui tūrio vienete) dažniau įvyksta reagentų molekulių susidūrimai – didėja reakcijos greitis.
Aktyvių masių dėsnis (K. Guldberg, P. Waage, 1867)
Cheminės reakcijos greitis yra tiesiogiai proporcingas reaguojančių medžiagų koncentracijos sandaugai.

AA + bB + . . . ® . . .

• [A] a [B] b . . .

Reakcijos greičio konstanta k priklauso nuo reagentų pobūdžio, temperatūros ir katalizatoriaus, bet nepriklauso nuo reagentų koncentracijos.
Fizinė greičio konstantos reikšmė yra ta, kad ji yra lygi reakcijos greičiui esant vienetinėms reagentų koncentracijoms.
Heterogeninių reakcijų atveju kietosios fazės koncentracija neįtraukiama į reakcijos greičio išraišką.

3. Temperatūra. Kaskart padidinus temperatūrą 10°C, reakcijos greitis padidėja 2–4 ​​kartus (Van't Hoffo taisyklė). Temperatūrai padidėjus nuo t 1 iki t 2, reakcijos greičio pokytis gali būti apskaičiuojamas pagal formulę:

		(t 2 – t 1) / 10
Vt 2 / Vt 1	= g

(kur Vt 2 ir Vt 1 yra atitinkamai reakcijos greitis esant t 2 ir t 1 temperatūroms; g yra šios reakcijos temperatūros koeficientas).
Van't Hoff taisyklė taikoma tik siaurame temperatūros diapazone. Tikslesnė yra Arrhenius lygtis:

• e-Ea/RT

kur
A yra konstanta, priklausanti nuo reaguojančių medžiagų pobūdžio;
R yra universali dujų konstanta;

Ea – aktyvacijos energija, t.y. energijos, kurią turi turėti susidūrusios molekulės, kad susidūrimas baigtųsi chemine transformacija.
Cheminės reakcijos energijos diagrama.

egzoterminė reakcija	Endoterminė reakcija

A – reagentai, B – aktyvuotas kompleksas (pereinamoji būsena), C – produktai.
Kuo didesnė aktyvacijos energija Ea, tuo reakcijos greitis didėja didėjant temperatūrai.

4. Reagentų kontaktinis paviršius. Heterogeninėse sistemose (kai medžiagos yra skirtingos agregacijos būsenos), kuo didesnis kontaktinis paviršius, tuo greičiau vyksta reakcija. Kietųjų medžiagų paviršių galima padidinti jas šlifuojant, o tirpias – tirpinant.

5. Katalizė. Medžiagos, kurios dalyvauja reakcijose ir padidina jos greitį, nepasikeitusios iki reakcijos, vadinamos katalizatoriais. Katalizatorių veikimo mechanizmas yra susijęs su reakcijos aktyvavimo energijos sumažėjimu dėl tarpinių junginių susidarymo. At homogeninė katalizė reagentai ir katalizatorius sudaro vieną fazę (jie yra toje pačioje agregacijos būsenoje), heterogeninė katalizė- skirtingos fazės (jos yra skirtingos agregacijos būsenos). Kai kuriais atvejais nepageidaujamų cheminių procesų eiga gali būti drastiškai sulėtina į reakcijos terpę įdedant inhibitorių (reiškinys neigiama katalizė").

Skyriai: Chemija

Pamokos tikslas

• edukacinis: tęsti „cheminių reakcijų greičio“ sąvokos formavimą, išvesti vienarūšių ir nevienalyčių reakcijų greičio skaičiavimo formules, svarstyti, nuo kokių veiksnių priklauso cheminių reakcijų greitis;
• kuriant: išmokti apdoroti ir analizuoti eksperimentinius duomenis; gebėti išsiaiškinti ryšį tarp cheminių reakcijų greičio ir išorinių veiksnių;
• edukacinis: tęsti bendravimo įgūdžių ugdymą poriniame ir kolektyviniame darbe; sutelkti studentų dėmesį į žinių svarbą apie kasdieniame gyvenime vykstančių cheminių reakcijų greitį (metalo koroziją, pieno rūgimą, puvimą ir kt.)

Mokymo priemonės: D. multimedijos projektorius, kompiuteris, skaidrės pagrindiniais pamokos klausimais, CD-ROM „Kirilas ir Metodijus“, lentelės ant lentelių, laboratorinių darbų protokolai, laboratorinė įranga ir reagentai;

Mokymo metodai: reprodukcinis, tyrimas, dalinė paieška;

Užsiėmimų organizavimo forma: pokalbis, praktinis darbas, savarankiškas darbas, testavimas;

Studentų darbo organizavimo forma: frontalinis, individualus, grupinis, kolektyvinis.

1. Klasės organizavimas

Klasės pasirengimas darbui.

2. Pasirengimas pagrindiniam mokomosios medžiagos įsisavinimo etapui. Pagrindinių žinių ir įgūdžių aktyvinimas(1 skaidrė, žr. pamokos pristatymą).

Pamokos tema „Cheminių reakcijų greitis. Veiksniai, turintys įtakos cheminės reakcijos greičiui.

Užduotis: išsiaiškinti, koks yra cheminės reakcijos greitis ir nuo kokių veiksnių ji priklauso. Pamokos metu susipažinsime su klausimo aukščiau pateikta tema teorija. Praktiškai patvirtinsime kai kurias savo teorines prielaidas.

Numatyta mokinių veikla

Aktyvus mokinių darbas parodo jų pasirengimą suvokti pamokos temą. Mokiniams reikia žinių apie cheminės reakcijos greitį iš 9 klasės kurso (bendravimas tarp dalyko).

Aptarkime šiuos klausimus (priekyje, 2 skaidrė):

1. Kodėl mums reikia žinių apie cheminių reakcijų greitį?
2. Kokie pavyzdžiai gali patvirtinti, kad cheminės reakcijos vyksta skirtingu greičiu?
3. Kaip nustatomas mechaninio judėjimo greitis? Koks šio greičio vienetas?
4. Kaip nustatomas cheminės reakcijos greitis?
5. Kokios sąlygos turi būti sudarytos, kad prasidėtų cheminė reakcija?

Apsvarstykite du pavyzdžius (eksperimentą atlieka mokytojas).

Ant stalo du mėgintuvėliai, viename šarmo tirpalas (KOH), kitame – vinis; Į abu mėgintuvėlius įpilkite CuSO4 tirpalo. Ką mes matome?

Numatyta mokinių veikla

Remdamiesi pavyzdžiais, mokiniai vertina reakcijos greitį ir daro atitinkamas išvadas. Atliktų reakcijų užrašymas lentoje (du mokiniai).

Pirmajame mėgintuvėlyje reakcija įvyko akimirksniu, antrajame - kol kas matomų pakitimų nėra.

Sudarykite reakcijų lygtis (du mokiniai lentoje užrašo lygtis):

1. CuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 + K 2 SO 4; Cu 2+ + 2OH - \u003d Cu (OH) 2
2. Fe + CuSO 4 \u003d FeSO 4 + Cu; Fe 0 + Cu 2+ = Fe 2+ + Cu 0

Kokią išvadą galime padaryti iš atliktų reakcijų? Kodėl viena reakcija yra momentinė, o kita lėta? Norėdami tai padaryti, būtina atsiminti, kad yra cheminių reakcijų, kurios vyksta visame reakcijos erdvės tūryje (dujose ar tirpaluose), ir yra kitų, kurios vyksta tik kontaktiniame medžiagų paviršiuje (kietosios medžiagos degimas dujos, metalo sąveika su rūgštimi, mažiau aktyvaus metalo druska).

Numatyta mokinių veikla

Remdamiesi demonstruoto eksperimento rezultatais, mokiniai daro išvadą: 1 reakcija yra vienalytė, o reakcija

2 - nevienalytis.

Šių reakcijų greičiai bus matematiškai nustatyti įvairiais būdais.

Cheminių reakcijų greičių ir mechanizmų tyrimas vadinamas cheminė kinetika.

3. Naujų žinių įsisavinimas ir veikimo būdai(3 skaidrė)

Reakcijos greitis nustatomas pagal medžiagos kiekio pokytį per laiko vienetą

V vienete

(homogeniškam)

Medžiagų S sąlyčio paviršiaus vienetui (jei heterogeninis)

Akivaizdu, kad naudojant tokį apibrėžimą, reakcijos greičio vertė nepriklauso nuo tūrio vienalytėje sistemoje ir nuo reagentų sąlyčio ploto - nevienalytėje.

Numatyta mokinių veikla

Aktyvūs studentų veiksmai su tyrimo objektu. Lentelės įvedimas į sąsiuvinį.

Iš to išplaukia du svarbūs dalykai (4 skaidrė):

2) apskaičiuota greičio reikšmė priklausys nuo to, kokia medžiaga jį lemia, o pastarosios pasirinkimas priklauso nuo jo kiekio matavimo patogumo ir paprastumo.

Pavyzdžiui, reakcijai 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O: υ (H 2) \u003d 2 υ (O 2) \u003d υ (H 2 O)

4. Pirminių žinių apie cheminės reakcijos greitį įtvirtinimas

Norėdami konsoliduoti nagrinėjamą medžiagą, išspręsime skaičiavimo uždavinį.

Numatyta mokinių veikla

Pirminis įgytų žinių apie reakcijos greitį suvokimas. Problemos sprendimo teisingumas.

Užduotis (5 skaidrė). Cheminė reakcija vyksta tirpale pagal lygtį: A + B = C. Pradinės koncentracijos: medžiagos A - 0,80 mol / l, medžiagos B - 1,00 mol / l. Po 20 minučių medžiagos A koncentracija sumažėjo iki 0,74 mol/l. Nustatykite: a) vidutinį reakcijos greitį per šį laikotarpį;

b) medžiagos C koncentracija po 20 min. Sprendimas (4 priedas, 6 skaidrė).

5. Naujų žinių įsisavinimas ir veikimo būdai(laboratorinių darbų atlikimas kartojimo ir naujos medžiagos tyrimo eigoje, žingsnis po žingsnio, 2 priedas).

Žinome, kad skirtingi veiksniai turi įtakos cheminės reakcijos greičiui. Kuris?

Numatyta mokinių veikla

Remtis 8-9 klasių žiniomis, rašyti į sąsiuvinį studijuojant medžiagą. Sąrašas (7 skaidrė):

Reagentų pobūdis;

Temperatūra;

Reagentų koncentracija;

Katalizatorių veikimas;

Reagentų kontaktinis paviršius (atliekant nevienalytes reakcijas).

Visų šių veiksnių įtaką reakcijos greičiui galima paaiškinti naudojant paprastą teoriją - susidūrimo teorija (8 skaidrė). Pagrindinė jo idėja yra tokia: reakcijos įvyksta, kai susiduria tam tikrą energiją turinčių reagentų dalelės.

Iš to galime padaryti tokias išvadas:

1. Kuo daugiau reagento dalelių, kuo arčiau viena kitos, tuo didesnė tikimybė, kad jos susidurs ir sureaguos.
2. Sukelia tik reakciją veiksmingi susidūrimai, tie. tie, kuriuose „senieji ryšiai“ suardomi arba susilpnėja ir todėl gali susiformuoti „nauji“. Tačiau tam dalelės turi turėti pakankamai energijos.

Minimali perteklinė energija (virš vidutinės dalelių energijos sistemoje), reikalinga efektyviam dalelių susidūrimui sistemoje), reikalinga efektyviam reaguojančių dalelių susidūrimui, vadinamaaktyvacijos energija E a.

Numatyta mokinių veikla

Sąvokos supratimas ir apibrėžimo užrašymas sąsiuvinyje.

Taigi, visoms dalelėms patenkant į reakciją, atsiranda tam tikras energijos barjeras, lygus aktyvavimo energijai. Jei jis mažas, tada yra daug dalelių, kurios sėkmingai ją įveikia. Esant dideliam energetiniam barjerui, jam įveikti reikia papildomos energijos, kartais užtenka gero „stūmimo“. Uždegu spiritinę lempą – duodu papildomos energijos E a, būtinas norint įveikti energetinį barjerą reaguojant į alkoholio molekulių sąveiką su deguonies molekulėmis.

Apsvarstykite faktoriai, kurie turi įtakos reakcijos greičiui.

1) Reagentų prigimtis(9 skaidrė) Reaguojančių medžiagų prigimtis suprantama kaip jų sudėtis, struktūra, atomų tarpusavio įtaka neorganinėse ir organinėse medžiagose.

Medžiagų aktyvavimo energijos dydis yra veiksnys, per kurį turi įtakos reaguojančių medžiagų prigimties įtaka reakcijos greičiui.

Instruktažas.

Savarankiškas išvadų formulavimas (3 priedas namuose)