Глаав 6
Химийн кинетик. Химийн тэнцвэр.
6.1.Химийнкинетик.
Химийн кинетик- химийн үйл явцын хурд, механизм, тэдгээрийн янз бүрийн хүчин зүйлээс хамаарлыг судалдаг химийн салбар.
Химийн урвалын кинетикийг судлах нь химийн процессын механизмыг тодорхойлох, тэдгээрийг практик хэрэгжүүлэхэд химийн процессыг хянах боломжийг олгодог.
Аливаа химийн процесс нь урвалжийг урвалын бүтээгдэхүүн болгон хувиргах явдал юм.
урвалд орох бодис → шилжилтийн төлөв → урвалын бүтээгдэхүүн.
Урвалжууд (эхлэх материал) - химийн харилцан үйлчлэлийн процесст ордог бодисууд.
Урвалын бүтээгдэхүүн– химийн хувирлын үйл явцын төгсгөлд үүссэн бодисууд. Урвуу процесст шууд урвалын бүтээгдэхүүн нь урвуу урвалын урвалж болдог.
Буцааж болшгүй урвалууд- өгөгдсөн нөхцөлд бараг ижил чиглэлд явагдах урвалууд (→ тэмдгээр тэмдэглэгдсэн).
Жишээлбэл:
CaCO 3 → CaO + CO 2
Урвуу урвалууд- хоёр эсрэг чиглэлд нэгэн зэрэг явагдах урвал (тэмдэгтээр тэмдэглэгдсэн).
Шилжилтийн төлөв (идэвхжүүлсэн цогцолбор) нь эхлэл бодис (урвалж) болон урвалын бүтээгдэхүүний хоорондох завсрын химийн системийн төлөв юм. Энэ төлөвт хуучин химийн холбоо тасарч, шинэ химийн холбоо үүсдэг. Дараа нь идэвхжүүлсэн цогцолборыг урвалын бүтээгдэхүүн болгон хувиргадаг.
Ихэнх химийн урвалууд байдаг цогцолбор гэж нэрлэгддэг хэд хэдэн үе шатаас бүрдэнэ энгийн урвалууд .
Анхан шатны урвал– химийн холбоо үүсэх буюу тасрах нэг үйлдэл. Химийн урвалыг бүрдүүлдэг энгийн урвалын багцыг тодорхойлно химийн урвалын механизм.
Химийн урвалын тэгшитгэл нь ихэвчлэн системийн анхны төлөв (эхлэх бодис) ба түүний эцсийн төлөвийг (урвалын бүтээгдэхүүн) заадаг. Үүний зэрэгцээ химийн урвалын бодит механизм нь нэлээд төвөгтэй байж болох бөгөөд хэд хэдэн энгийн урвалыг багтаасан болно. Химийн нарийн төвөгтэй урвалууд орно урвуу, зэрэгцээ, дараалсан Тэгээд бусад олон үе шаттай урвалууд (гинжин урвалууд , хосолсон урвалууд гэх мэт).
Хэрэв химийн урвалын янз бүрийн үе шатуудын хурд эрс ялгаатай бол нарийн төвөгтэй урвалын хурдыг бүхэлд нь түүний хамгийн удаан үе шатны хурдаар тодорхойлно. Энэ үе шатыг (элементар урвал) гэж нэрлэдэг хязгаарлах үе шат.
Урвалж буй бодисын фазын төлөв байдлаас хамааран хоёр төрлийн химийн урвалыг ялгадаг. нэгэн төрлийнТэгээд нэг төрлийн бус.
Үе шатнь системийн бусад хэсгүүдээс физик, химийн шинж чанараараа ялгаатай бөгөөд тэдгээрээс интерфейсээр тусгаарлагдсан системийн нэг хэсэг юм. Нэг үе шатаас бүрдэх системийг нэрлэдэг нэгэн төрлийн системүүд, хэд хэдэн үе шатаас - нэг төрлийн бус. Нэг төрлийн системийн жишээ нь нэг хийн фаз дахь бодисын холимог (азот, хүчилтөрөгч гэх мэт) агаар байж болно. Ус (шингэн) дахь шохойн (хатуу) түдгэлзүүлэлт нь хоёр үе шатаас бүрдэх гетероген системийн жишээ юм.
Үүний дагуу харилцан үйлчлэгч бодисууд ижил үе шатанд байгаа урвалыг нэрлэдэг нэгэн төрлийн урвалууд. Ийм урвал дахь бодисын харилцан үйлчлэл нь урвалын орон зайн бүх эзэлхүүний туршид явагддаг.
Гетероген урвалд интерфэйс дээр тохиолддог урвалууд орно. Гетероген урвалын жишээ бол цайрын (хатуу фаз) давсны хүчлийн уусмал (шингэн фаз) -ын урвал юм. Гетероген системд урвал үргэлж хоёр фазын интерфэйс дээр явагддаг, учир нь зөвхөн энд өөр өөр үе шатанд байрлах урвалжууд хоорондоо мөргөлдөж болно.
Химийн урвалууд нь ихэвчлэн тэдгээрийн шинж чанараар ялгагдана молекул чанар, тэдгээр. харилцан үйлчлэлийн энгийн үйлдэл бүрт оролцож буй молекулуудын тоогоор . Үүний үндсэн дээр урвалыг мономолекул, бимолекул, тримолекул гэж ялгадаг.
Мономолекул Энгийн үйлдэл нь нэг молекулын химийн хувирал болох урвал гэж нэрлэгддэг , Жишээлбэл:
Бимолекул гэж үздэг Хоёр молекул мөргөлдөх үед энгийн үйлдэл тохиолддог урвалууд, жишээлбэл:
IN гурван молекул Урвалын хувьд энгийн үйлдэл нь гурван молекулын нэгэн зэрэг мөргөлдөх үед үүсдэг, жишээлбэл:
Гурваас дээш молекулын мөргөлдөх нь бараг боломжгүй тул илүү их молекулын урвал практикт тохиолддоггүй.
Химийн урвалын хурд ихээхэн ялгаатай байж болно. Химийн урвал нь бүхэл бүтэн геологийн хугацаанд маш удаан явагддаг, тухайлбал чулуулгийн өгөршил, энэ нь алюминосиликатуудын хувирал:
K 2 O Al 2 O 3 6SiO 2 + CO 2 + 2H 2 O → K 2 CO 3 + 4SiO 2 + Al 2 O 3 2SiO 2 2H 2 O.
ортоклаз - хээрийн жонш, калийн кварц. элс каолинит (шавар)
Зарим урвал бараг тэр даруй тохиолддог, жишээлбэл, нүүрс, хүхэр, давсны хольц болох хар нунтаг дэлбэрч:
3C + S + 2KNO3 = N2 + 3CO2 + K2S.
Химийн урвалын хурд нь түүний үүсэх эрчмийг тоон хэмжүүр болдог.
Ерөнхийдөө химийн урвалын хурдаар урвалын орон зайн нэгж цаг хугацаанд тохиолдох энгийн урвалын тоог ойлгох.
Нэг төрлийн процессуудын хувьд урвалын орон зай нь урвалын савны эзэлхүүн юм
нэгэн төрлийн урвалын хувьд-тай Химийн урвалын хурдыг нэгж эзэлхүүн дэх нэгж хугацаанд урвалд орсон бодисын хэмжээгээр тодорхойлно.
Тодорхой эзэлхүүн дэх бодисын хэмжээ нь тухайн бодисын концентрацийг тодорхойлдог гэдгийг харгалзан үзвэл
урвалын хурд нь нэгж хугацаанд аль нэг бодисын молийн концентрацийн өөрчлөлтийг харуулсан утга юм.
Хэрэв тогтмол эзэлхүүн ба температурт урвалд орох бодисын аль нэгнийх нь концентраци буурдаг -тай 1-ээс -тай-аас хойшхи хугацаанд 2 т 1-ээс т 2, дараа нь тодорхойлолтын дагуу тухайн хугацааны урвалын хурд (урвалын дундаж хурд) дараахтай тэнцүү байна.
Ихэвчлэн нэгэн төрлийн урвалын хувьд хурдны хэмжигдэхүүн байдаг В[моль/л·с].
Гетероген урвалын хувьд урвалын орон зай нь байдаг гадаргуу , үүн дээр урвал явагддаг бол гетероген химийн урвалын хувьд урвалын хурд нь урвал явагдах нэгж гадаргуугийн талбайг хэлнэ. Үүний дагуу гетероген урвалын дундаж хурд нь дараах хэлбэртэй байна.
Хаана С– урвал явагдах гадаргуугийн талбай.
Гетероген урвалын хурдны хэмжээ нь [моль/л·с·м2] байна.
Химийн урвалын хурд нь хэд хэдэн хүчин зүйлээс хамаарна.
урвалд орж буй бодисын шинж чанар;
урвалд орох бодисын концентраци;
даралт (хийн системийн хувьд);
системийн температур;
гадаргуугийн талбай (гетероген системүүдийн хувьд);
систем дэх катализатор болон бусад хүчин зүйлүүд байгаа эсэх.
Химийн харилцан үйлчлэл бүр нь бөөмсийн мөргөлдөөний үр дүнд үүсдэг тул концентрацийн өсөлт (өгөгдсөн эзэлхүүн дэх хэсгүүдийн тоо) нь илүү олон удаа мөргөлдөхөд хүргэдэг бөгөөд үүний үр дүнд урвалын хурд нэмэгддэг. Химийн урвалын хурд нь урвалд орж буй бодисын молийн концентрациас хамаарахыг химийн кинетикийн үндсэн хуулиар тодорхойлдог. массын үйл ажиллагааны хууль , 1865 онд Н.Н Бекетов, 1867 онд К.М.Гулдберг, П.Вэйж нар боловсруулсан.
Массын үйл ажиллагааны хуульуншдаг: Тогтмол температурт энгийн химийн урвалын хурд нь урвалж буй бодисын молийн концентрацийн бүтээгдэхүүнтэй шууд пропорциональ байна. тэдгээрийн стехиометрийн коэффициентүүдтэй тэнцэх чадалтай.
Бодис бүрийн концентрацаас урвалын хурдын хамаарлыг илэрхийлсэн тэгшитгэлийг нэрлэнэ урвалын кинетик тэгшитгэл .
Массын үйл ажиллагааны хууль нь зөвхөн хамгийн энгийн нэгэн төрлийн урвалд бүрэн хамааралтай гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Хэрэв урвал хэд хэдэн үе шаттайгаар явагддаг бол үе шат бүрт хууль хүчинтэй байна нарийн төвөгтэй химийн процессын хурд нь хамгийн удаан урвалын хурдаар тодорхойлогддогхязгаарлах үе шат бүх үйл явц.
Ерөнхийдөө хэрэв энгийн урвал нэгэн зэрэг явагддаг бол Тбодисын молекулууд АТэгээд nбодисын молекулууд IN:
мА + nIN = ХАМТ,
дараа нь урвалын хурдны тэгшитгэл байна (кинетик тэгшитгэл)хэлбэртэй байна:
Хаана к– пропорциональ коэффициент гэж нэрлэдэг хурдны тогтмол химийн урвал; [ А А; [Б] – бодисын молийн концентраци Б; мТэгээд n– урвалын тэгшитгэл дэх стехиометрийн коэффициентүүд.
Ойлгох урвалын хурдны тогтмолын физик утга , урвалж буй бодисын концентрацийн дээр бичигдсэн тэгшитгэлийг авах шаардлагатай [ А] = 1 моль/л ба [ IN] = 1 моль/л (эсвэл тэдгээрийн бүтээгдэхүүнийг нэгдэлтэй тэнцүүлэх), дараа нь:
Эндээс энэ нь тодорхой байна урвалын хурдны тогтмол k нь урвалд орох бодисын концентраци (эсвэл кинетик тэгшитгэл дэх бүтээгдэхүүн) нэгдэлтэй тэнцүү байх урвалын хурдтай тоон хувьд тэнцүү байна..
Урвалын хурд тогтмол курвалжийн шинж чанар ба температураас хамаардаг боловч урвалжуудын концентрацаас хамаардаггүй.
Гетероген урвалын хувьд хатуу фазын концентрацийг химийн урвалын хурдны илэрхийлэлд оруулаагүй болно.
Жишээлбэл, метан синтезийн урвалд:
Хэрэв хийн үе шатанд урвал явагдах юм бол хийн фазын даралтын өөрчлөлт нь концентрацийн пропорциональ өөрчлөлтөд хүргэдэг тул түүний хурд нь систем дэх даралтын өөрчлөлтөд ихээхэн нөлөөлдөг. Тиймээс даралт ихсэх нь концентраци пропорциональ нэмэгдэхэд хүргэдэг бөгөөд даралт буурах нь хийн урвалжийн концентрацийг бууруулдаг.
Даралтын өөрчлөлт нь шингэн ба хатуу бодисын концентрацид (бодисын өтгөрүүлсэн төлөв) бараг ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй бөгөөд шингэн эсвэл хатуу фаз дахь урвалын хурдад нөлөөлдөггүй.
Химийн урвал нь урвалд орж буй бодисын хэсгүүдийн мөргөлдөөний улмаас явагддаг. Гэсэн хэдий ч урвалд орох хэсгүүдийн мөргөлдөөн бүр тийм биш юм үр дүнтэй , өөрөөр хэлбэл урвалын бүтээгдэхүүн үүсэхэд хүргэдэг. Зөвхөн эрчим хүч ихэссэн хэсгүүд - идэвхтэй хэсгүүд , химийн урвал явуулах чадвартай. Температур нэмэгдэхийн хэрээр бөөмсийн кинетик энерги нэмэгдэж, идэвхтэй хэсгүүдийн тоо нэмэгддэг тул химийн процессын хурд нэмэгддэг.
Температураас урвалын хурдын хамаарлыг тодорхойлно Вант Хоффын дүрэм : Температурын 10 0 С нэмэгдэх тусам химийн урвалын хурд 2-4 дахин нэмэгддэг.
В 1 - системийн анхны температур дахь урвалын хурд т 1 , В 2 - системийн эцсийн температур дахь урвалын хурд т 2 ,
γ – урвалын температурын коэффициент (van’t Hoff коэффициент), 2÷4-тэй тэнцүү.
Температурын коэффициент γ-ийн утгыг мэдэх нь температур нэмэгдэхийн хэрээр урвалын хурдны өөрчлөлтийг тооцоолох боломжтой болгодог Т 1-ээс Т 2. Энэ тохиолдолд та дараах томъёог ашиглаж болно.
Арифметик прогрессийн температур нэмэгдэхийн хэрээр урвалын хурд экспоненциалаар нэмэгдэх нь ойлгомжтой. Урвалын температурын коэффициент g-ийн утга их байх тусам температурын урвалын хурдад үзүүлэх нөлөө их байна.
Вант Хоффын дүрэм нь ойролцоо утгатай бөгөөд зөвхөн температурын бага зэргийн өөрчлөлтийн урвалын хурдад үзүүлэх нөлөөллийн ойролцоо үнэлгээнд хамаарна гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Урвал үүсэхэд шаардагдах энергийг янз бүрийн нөлөөллөөр (дулаан, гэрэл, цахилгаан гүйдэл, лазерын цацраг, плазм, цацраг идэвхт цацраг, өндөр даралт гэх мэт) хангаж болно.
Урвалыг дараахь байдлаар хувааж болно дулааны, фотохимийн, цахилгаан химийн, цацраг-химийн гэх мэт эдгээр бүх нөлөөгөөр идэвхтэй молекулуудын эзлэх хувь тэнцүү буюу түүнээс их энергитэй өгөгдсөн харилцан үйлчлэлд шаардагдах хамгийн бага энерги E мин.
Идэвхтэй молекулууд мөргөлдөх үед гэж нэрлэгддэг идэвхжүүлсэн цогцолбор , үүний дотор атомын дахин хуваарилалт явагддаг.
Идэвхжүүлсэн цогцолборын энергид урвалд орж буй бодисын молекулуудын дундаж энергийг нэмэгдүүлэхэд шаардагдах энергийг идэвхжүүлэх энерги Ea гэнэ.
Идэвхжүүлэх энерги нь урвалжийн молекулууд тодорхой хүчин зүйлийг даван туулахын тулд олж авах ёстой тодорхой нэмэлт энерги гэж үзэж болно. эрчим хүчний саад тотгор . Тиймээс, Э А раурвалд орох хэсгүүдийн дундаж энергийн зөрүүнд Эидэвхжүүлсэн цогцолборын реф ба энерги Эмин. Идэвхжүүлэх энерги нь урвалжуудын шинж чанараар тодорхойлогддог. Утга Э а 0-ээс 400 кЖ хүртэл хэлбэлздэг. Хэрэв үнэ цэнэ Э а 150 кЖ-ээс хэтэрвэл стандарттай ойролцоо температурт ийм урвал бараг тохиолддоггүй.
Урвалын үед системийн энергийн өөрчлөлтийг дараах энергийн диаграммыг ашиглан графикаар дүрсэлж болно (Зураг 6.1).
|
Цагаан будаа. 6.1. Экзотермик урвалын энергийн диаграмм:
E out нь эхлэлийн бодисын дундаж энерги; Хоёрдугаарт - урвалын бүтээгдэхүүний дундаж энерги; E min - идэвхжүүлсэн цогцолборын энерги; E үйлдэл - идэвхжүүлэх энерги; ΔH р – химийн урвалын дулааны нөлөө
Эрчим хүчний диаграмаас харахад урвалын бүтээгдэхүүний энергийн утга ба эхлэлийн бодисын энергийн хоорондох ялгаа нь урвалын дулааны нөлөөг илэрхийлэх болно.
E үргэлжлэл. – E ref. = ΔН р.
дагуу Аррениусын тэгшитгэл,идэвхжүүлэх энергийн үнэ цэнэ өндөр байх тусам Эүйлдэл хийх тусам химийн урвалын хурдны тогтмол байх болно ктемператураас хамаарна:
Э- идэвхжүүлэх энерги (Ж/моль),
Р - бүх нийтийн хийн тогтмол,
Т- температур K,
А- Аррениус тогтмол,
д= 2.718 – натурал логарифмын суурь.
Катализатор- Эдгээр нь химийн урвалын хурдыг нэмэгдүүлдэг бодис юм. Тэд урвалжтай урвалд орж, химийн завсрын бодис үүсгэдэг бөгөөд урвалын төгсгөлд ялгардаг. Химийн урвалд катализаторын үзүүлэх нөлөөг нэрлэдэгкатализ.
Жишээлбэл, тасалгааны температурт хөнгөн цагаан нунтаг ба талст иодын холимог нь харилцан үйлчлэлийн мэдэгдэхүйц шинж тэмдэггүй боловч хүчтэй урвал үүсгэхэд нэг дусал ус хангалттай.
Ялгах нэгэн төрлийн катализ (катализатор нь урвалд орж буй бодисуудтай нэгэн төрлийн систем үүсгэдэг, жишээлбэл, хийн хольц) ба нэг төрлийн бус катализ (катализатор ба урвалд орох бодисууд өөр өөр үе шаттай бөгөөд катализаторын процесс нь фазын интерфэйс дээр явагддаг).
Нэг төрлийн катализын механизмыг тайлбарлахын тулд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг завсрын онол (Францын судлаач Сабатьегийн санал болгож, Оросын эрдэмтэн Н.Д. Зелинскийн бүтээлүүдэд боловсруулсан). Энэ онолын дагуу удаан үйл явц, жишээлбэл, урвал:
катализаторын дэргэд хурдан явагддаг боловч хоёр үе шаттай. Процессын эхний шатанд урвалжуудын аль нэгний катализатортой завсрын нэгдэл үүсдэг. А...кат.
Эхний шат:
A + kat = A.∙. кат.
Хоёр дахь үе шатанд үүссэн нэгдэл нь өөр урвалжтай идэвхжүүлсэн цогцолбор үүсгэдэг. А.∙.кат.∙.Б], эцсийн бүтээгдэхүүн болж хувирдаг ABкатализаторын нөхөн төлжилттэй кат.
Хоёр дахь шат:
A.∙.kat + B = = AB + kat.
Катализаторын урвалжуудтай завсрын харилцан үйлчлэл нь процессыг шинэ зам руу чиглүүлж, бага эрчим хүчний саад тотгороор тодорхойлогддог. Тиймээс, Катализаторын үйл ажиллагааны механизм нь завсрын нэгдлүүд үүссэний улмаас урвалын идэвхжүүлэлтийн энерги буурсантай холбоотой юм.
Жишээ нь удаан урвал байж болно:
2SO2 + O2 = 2SO3 аажмаар.
Хүхрийн хүчил үйлдвэрлэх үйлдвэрлэлийн азотын аргаар азотын исэл (II) -ийг катализатор болгон ашигладаг бөгөөд энэ нь урвалыг ихээхэн хурдасгадаг.
Гетероген катализ нь газрын тос боловсруулах процесст өргөн хэрэглэгддэг. Катализатор нь цагаан алт, никель, хөнгөн цагааны исэл гэх мэт орно Ургамлын тосыг устөрөгчжүүлэх нь никель катализатор (кизельгур дахь никель) гэх мэт.
Нэг төрлийн бус катализын жишээ бол контактын аргаар хүхрийн хүчлийг үйлдвэрлэхэд V 2 O 5 катализатор дээр SO 2 - SO 3 -ийг исэлдүүлэх явдал юм.
Катализаторын идэвхийг нэмэгдүүлдэг бодисыг нэрлэдэг дэмжигчид (эсвэл идэвхжүүлэгчид). Үүний зэрэгцээ, дэмжигчид өөрсдөө катализаторын шинж чанартай байдаггүй.
Каталитик хор - катализаторын үйл ажиллагааг хэсэгчлэн эсвэл бүрмөсөн алдахад хүргэдэг урвалын хольц дахь гадны хольц. Тиймээс фосфор, хүнцлийн ул мөр нь SO 2 - SO 3 хүртэл исэлдэх урвалд V 2 O 5 катализаторын үйл ажиллагааг хурдан алддаг.
Хүхрийн хүчил, аммиак, азотын хүчил, синтетик каучук, олон тооны полимер гэх мэт олон чухал химийн үйлдвэрлэлийг катализаторын оролцоотойгоор явуулдаг.
Ургамал, амьтны организм дахь биохимийн урвалууд хурдасдаг биохимийн катализаторууд – ферментүүд.
Хурц Урвалын орчинд тусгай бодис нэмснээр хүсээгүй химийн процесс үүсэхийг удаашруулах боломжтой - дарангуйлагч. Жишээлбэл, металлын зэврэлтээс хамгаалах хүсээгүй үйл явцыг дарангуйлах, янз бүрийн металл зэврэлтээс хамгаалах бодисууд .
6.1.1. Онолын мэдлэгийг өөрөө хянах асуултууд
"Химийн кинетик" сэдвээр
1. Химийн кинетик юуг судалдаг вэ?
2. “Урвалж бодис” гэсэн нэр томъёог юу гэж ойлгодог вэ?
3. “Урвалын бүтээгдэхүүн” гэдэг нэр томъёог юу гэж ойлгодог вэ?
4. Химийн урвалд урвуу процессыг хэрхэн тодорхойлдог вэ?
5. "Идэвхжүүлсэн цогцолбор" гэсэн нэр томъёог ихэвчлэн юу гэж ойлгодог вэ?
6. Элементар урвал гэж юу вэ?
7. Ямар урвалыг нарийн төвөгтэй гэж үздэг вэ?
8. Урвалын аль үе шатыг хязгаарлах үе гэж нэрлэдэг вэ?
9. “Үе шат” гэсэн ойлголтыг тодорхойлно уу?
10. Ямар системийг нэгэн төрлийн гэж үздэг вэ?
11. Ямар системийг гетероген гэж үздэг вэ?
12. Нэг төрлийн системийн жишээг өг.
13. Гетероген системүүдийн жишээг өг.
14. Урвалын “молекул” гэж юуг хэлэх вэ?
15. “Химийн урвалын хурд” гэдэг нэр томъёо нь юу гэсэн үг вэ?
16. Хурдан ба удаан урвалын жишээг өг.
17. “Нэг төрлийн химийн урвалын хурд” гэдэг нэр томъёо нь юу гэсэн үг вэ?
18. “Химийн нэг төрлийн урвалын хурд” гэдэг нэр томъёо нь юу гэсэн үг вэ?
19. Химийн урвалын хурд ямар хүчин зүйлээс хамаардаг вэ?
20. Химийн кинетикийн үндсэн хуулийг томъёол.
21. Химийн урвалын хурдны тогтмол гэж юу вэ?
22.Химийн урвалын хурдны тогтмол нь ямар хүчин зүйлээс хамаардаг вэ?
23. Химийн урвалын кинетик тэгшитгэлд ямар бодисын концентрацийг оруулахгүй вэ?
24. Химийн урвалын хурд нь даралтаас хэрхэн хамаардаг вэ?
25. Химийн урвалын хурд нь температураас хэрхэн хамаардаг вэ?
26. “Ван’т Хоффын дүрэм”-ийг хэрхэн томъёолсон бэ?
27. “Химийн урвалын температурын коэффициент” гэж юу вэ?
28. “Идэвхжүүлэх энерги” гэсэн ойлголтыг тодорхойл.
29. “Химийн урвалын катализатор” гэсэн ойлголтыг тодорхойлно уу?
30. Нэг төрлийн катализ гэж юу вэ?
31. Гетероген катализ гэж юу вэ?
32. Нэг төрлийн катализ дахь катализаторын үйл ажиллагааны механизмыг хэрхэн тайлбарласан бэ?
33. Каталитик урвалын жишээг өг.
34. Фермент гэж юу вэ?
35. Промоутер гэж юу вэ?
6.1.2. Ердийн асуудлыг шийдвэрлэх жишээ
"Химийн кинетик" сэдвээр
Жишээ 1. Урвалын хурд нь урвалжуудын контактын гадаргуугаас хамаарна.
1) барийн хлоридын уусмал бүхий хүхрийн хүчил;
2) хлор дахь устөрөгчийг шатаах;
3) калийн гидроксидын уусмал бүхий хүхрийн хүчил;
4) хүчилтөрөгч дэх төмрийн шаталт.
Гетероген урвалын хурд нь урвалд орж буй бодисын контактын гадаргуугаас хамаарна. Дээрх урвалуудын дунд гетероген урвал, i.e. өөр өөр үе шатууд байгаагаар тодорхойлогддог нь хүчилтөрөгч (хийн фаз) дахь төмрийн (хатуу фаз) шаталтын урвал юм.
Хариулах. 3.
Жишээ 2.Урвалын хурд хэрхэн өөрчлөгдөх вэ?
2H 2(g) + O 2(G) = 2H 2 O (г)
анхдагч бодисын концентраци хоёр дахин нэмэгдэх үед?
Урвалын хурд нь урвалд орж буй бодисын концентрацаас хамаарах хамаарлыг тогтоох урвалын кинетик тэгшитгэлийг бичье.
В 1 = к [Н 2 ] 2 · [O 2 ].
Хэрэв эхлэлийн бодисын концентрацийг хоёр дахин нэмэгдүүлбэл кинетик тэгшитгэл нь дараах хэлбэртэй болно.
В 2 = к (2 [Н 2 ]) 2 2 [O 2 ] = 8 к [Н 2 ] 2 · [O 2 ], i.e.
Эхлэх бодисын концентрацийг хоёр дахин нэмэгдүүлэхэд энэ урвалын хурд 8 дахин нэмэгдсэн.
Хариулах. 8.
Жишээ 3. CH 4 (G) + 2O 2 (G) = CO 2 (G) + 2H 2 O (G) систем дэх нийт даралтыг 5 дахин бууруулвал урвалын хурд хэрхэн өөрчлөгдөх вэ?
Урвалын кинетик тэгшитгэлийн дагуу энэ урвалын хурдыг тодорхойлно.
В 1 = к[CH 4 ] · [O 2 ] 2 .
Даралт тав дахин буурахад хийн бодис бүрийн концентраци мөн таван дахин буурна. Эдгээр нөхцөлд үүсэх урвалын кинетик тэгшитгэл дараах байдалтай байна.
урвалын хурд 125 дахин буурсан болохыг тодорхойлж болно.
Хариулах. 125.
Жишээ 4.Хэрэв систем дэх температур 20-аас 60 хэм хүртэл нэмэгдвэл урвалын температурын коэффициент 3-аар тодорхойлогддог урвалын хурд хэрхэн өөрчлөгдөх вэ?
Шийдэл. Вант Хоффын дүрмийн дагуу
Температур 40 0С-ээр нэмэгдэхэд энэ урвалын хурд 81 дахин нэмэгдэв
Хариулах. 81.
6.1.3. Бие даан суралцах асуулт, дасгалууд
Химийн урвалын хурд
1. Урвалж буй бодисын физик төлөв байдлаас хамааран химийн урвалыг дараахь байдлаар хуваана.
1) экзотермик ба эндотермик;
2) эргэлт буцалтгүй, эргэлт буцалтгүй;
3) катализатор ба каталитик бус;
4) нэгэн төрлийн ба гетероген.
2. Нэг төрлийн урвал өгөгдсөн ердийн тоонуудын тоо буюу нийлбэрийг заана уу.
3. Нэг төрлийн урвалын хурдыг тооцоолоход ашиглаж болох илэрхийлэлүүдийг өгсөн ердийн тоонуудын тоо буюу нийлбэрийг заана уу.
4. Нэг төрлийн урвалын хурдыг хэмжих нэгж нь:
1) моль/л с,
3) моль/л·,
4) л/моль·с.
5. Шударга илэрхийлэл өгсөн нөхцөлт тоонуудын тоо буюу нийлбэрийг заана уу. Нэг төрлийн урвалын үед
А + 2Б® 2 C + Д:
1) төвлөрөл АТэгээд INбуурч байна
2) төвлөрөл ХАМТтөвлөрөлөөс хурдан нэмэгддэг Д,
4) төвлөрөл INтөвлөрөлөөс хурдан буурдаг А,
8) урвалын хурд тогтмол хэвээр байна.
6. Урвалын явцад үүссэн бодисын концентрацийн цаг хугацааны өөрчлөлтийг зөв тусгасан шугам дээр ямар тоог харуулсан бэ?
|
|
|
|
|
|
|
|
7. Үргэлжлүүлэн дуусах урвалын эхлэлийн бодисын концентраци цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөх, зөвмуруйг дүрсэлсэн:
|
|
|
|
|
|
9. Урвалын хурдыг өгөгдсөн ердийн тоонуудын тоо буюу нийлбэрийг заана уу. хамаарахгүйямар бодисоор тооцох вэ?
10. Урвалын хурдад нөлөөлөх хүчин зүйлсийг өгсөн нөхцөлт тоонуудын тоо буюу нийлбэрийг заана уу.
1) урвалд орж буй бодисын шинж чанар;
2) урвалд орох бодисын концентраци;
4) урвалын системийн температур,
8) урвалын системд катализатор байгаа эсэх.
11. Химийн кинетикийн үндсэн хууль нь урвалын хурдаас хамааралтай болохыг тогтоодог.
1) урвалд орж буй бодисын температур;
2) урвалд орж буй бодисын концентраци;
3) урвалд орж буй бодисын шинж чанар;
4) урвалын хугацаа.
12. Зөв өгүүлбэр өгсөн нөхцөлт тоонуудын тоо буюу нийлбэрийг заана уу. Химийн кинетик:
1) физикийн хэсэг,
2) химийн урвалын хурдыг судлах,
4) массын үйл ажиллагааны хуулийг ашигладаг;
8) урвалын хурд нь тэдгээрийн үүсэх нөхцлөөс хамаарлыг судалдаг.
13. Я.Х. Вант Хофф:
1) химийн чиглэлээр анхны Нобелийн шагналтан,
2) урвалын хурд нь температураас хамаарлыг судалсан,
4) урвалын хурд нь бодисын концентрацаас хамаарлыг судалж,
8) массын үйл ажиллагааны хуулийг томъёолсон.
14. Ижил нөхцөлд урвал илүү хурдан явагдана.
1) Ca + H 2 O ®
3) Mg + H 2 O ®
4) Zn + H 2 O ®
15. Устөрөгчийн ялгарах хурд нь урвалд хамгийн их байдаг:
1) Zn + HCl (5% -ийн уусмал) ®
2) Zn + HCl (10% -ийн уусмал) ®
3) Zn + HCl (15% -ийн уусмал) ®
4) Zn + HCl (30% -ийн уусмал) ®
16. Урвалж буй бодисын концентраци нөлөөлөхгүйХэрэв энэ бодисыг урвалд оруулбал урвалын хурд:
1) хатуу төлөв,
2) хийн төлөв;
3) ууссан төлөв.
17. А-ийн анхны концентраци 0.8 моль/л байсан ба 10 секундын дараа 0.6 моль/л болсон нь мэдэгдэж байгаа бол A + B = C (моль/л×с) урвалын дундаж хурдыг тооцоол.
1) 0,2, 2) 0,01, 3) 0,1, 4) 0,02.
18. Урвалын явцад А ба В бодисын концентраци хэдэн моль/л-ээр буурсан бэ? А + 2Б® 3 C, хэрэв энэ нь мэдэгдэж байгаа бол тэр үед концентраци ХАМТ 4.5 моль/л-ээр нэмэгдсэн үү?
Д ХАМТА Д ХАМТБ
19. CO-ийн анхны концентраци 0.60 моль/л байсан ба 10 секундын дараа 0.15 моль/л болсон нь мэдэгдэж байгаа бол 2CO + O 2 ® 2CO 2 (моль/л×с) урвалын дундаж хурдыг тооцоол. . Энэ хугацаанд CO 2 концентраци хэдэн моль/л-ээр өөрчлөгдсөн бэ?
3) 0,045; 0,045,
20. Системд үүсэх урвалын хурд 2-4 дахин нэмэгдэхийн тулд системийг хэдэн градусаар халаах шаардлагатай вэ?
1) 150, 2) 10, 3) 200, 4) 50.
21. 20°С-т урвалын хурд 0.2 моль/л×с байна. Урвалын хурдны температурын коэффициент 3 бол 60°С (моль/л×с) температурт урвалын хурдыг тодорхойл.
1) 16,2, 2) 32,4, 3) 8,1, 4) 4,05.
22. Температураас урвалын хурдны эмпирик хамаарал зөвтэгшитгэлийг тусгасан:
23. 20°С-т урвалын хурд 0.08 моль/л×с байна. Хэрэв урвалын хурдны температурын коэффициент 2 бол 0°С (моль/л×с) температурт урвалын хурдыг тооцоол.
1) 0,16, 2) 0,04, 3) 0,02, 4) 0,002.
24. Хэрэв урвалын хурдны температурын коэффициент 3 бол температур 400С-аар нэмэгдэхэд урвалын хурд хэдэн удаа нэмэгдэх вэ?
1) 64, 2) 243, 3) 81, 4) 27.
25. Хэрэв урвалын хурдны температурын коэффициент 4 бол урвалын хурдыг 64 дахин нэмэгдүүлэхийн тулд температурыг хэдэн градусаар нэмэгдүүлэх вэ?
1) 60, 2) 81, 3) 27, 4) 30.
26. Температур 50oС-аар нэмэгдэхэд урвалын хурд 32 дахин нэмэгддэг нь мэдэгдэж байгаа бол урвалын хурдны температурын коэффициентийг тооцоол.
1) 3, 2) 2, 3) 4, 4) 2,5.
27. Температур нэмэгдэхийн хэрээр урвалын хурд нэмэгдэж байгаа шалтгаан нь:
1) молекулуудын хөдөлгөөний хурд;
2) молекулуудын мөргөлдөөний тоо,
3) идэвхтэй молекулуудын эзлэх хувь,
4) урвалын бүтээгдэхүүний молекулуудын тогтвортой байдал.
28. MnO 2 катализатор болох урвалууд өгөгдсөн ердийн тоонуудын тоо буюу нийлбэрийг заана уу.
1) 2KClO 3 ® 2KCl + 3O 2,
2) 2Al + 3I 2 ® 2AlI 3,
4) 2H 2 O 2 ® 2H 2 O + O 2,
8) 2SO 2 + O 2 ® 2SO 3 .
29. Зөв хариулт өгсөн ердийн тоонуудын тоо буюу нийлбэрийг заана уу. Аж үйлдвэрт катализаторын урвалыг ашиглан дараахь зүйлийг олж авна.
1) давсны хүчил;
2) хүхрийн хүчил,
4) аммиак,
8) азотын хүчил.
30. Зөв хариулт өгсөн ердийн тоонуудын тоо буюу нийлбэрийг заана уу. Катализатор:
1) урвалд оролцдог;
2) зөвхөн хатуу төлөвт ашиглагддаг;
4) урвалын явцад хэрэглээгүй;
8) найрлагадаа металлын атомыг заавал агуулсан байх ёстой.
31. Зөв хариулт өгсөн ердийн тоонуудын тоо буюу нийлбэрийг заана уу. Катализатор болгон дараахь зүйлийг ашигладаг.
32. Катализаторын идэвхийг бууруулдаг бодисыг:
1) дэмжигчид,
2) нөхөн төлжүүлэгч,
3) дарангуйлагч;
4) катализаторын хор.
33. Каталитик бишхариу үйлдэл:
1) (C 6 H 10 O 5) n + n H2O® n C6H12O6,
целлюлоз
2) 2SO 2 + O 2 ® 2SO 3,
3) 3H 2 + N 2 ® 2NH 3,
4) NH 3 + HCl ® NH 4 Cl.
34. Нэг төрлийн катализын тэгшитгэлийг ямар тоогоор өгсөн бэ?
35. Катализаторын үйл ажиллагааны механизм нь мэдэгдлийг зөв тусгасан. Катализатор:
1) анхны бөөмсийн кинетик энергийг нэмэгдүүлэх, тэдгээрийн мөргөлдөх тоог нэмэгдүүлэх;
2) эцсийн бодис болж амархан хувирдаг эхлэлийн бодисуудтай завсрын нэгдлүүдийг үүсгэдэг;
3) эхлэлийн бодисуудтай харьцахгүйгээр урвалыг шинэ замаар чиглүүлдэг;
4) анхны бөөмсийн кинетик энергийг бууруулж, тэдгээрийн мөргөлдөх тоог нэмэгдүүлнэ.
36. Катализаторын урвалын промоторын үүрэг нь:
1) катализаторын идэвхийг бууруулдаг;
2) катализаторын идэвхийг нэмэгдүүлэх;
3) урвалыг хүссэн чиглэлд хөтлөх,
4) катализаторыг катализаторын хордлогоос хамгаална.
37. Ферментүүд:
1) биологийн катализатор;
2) уургийн шинж чанартай,
4) үйл ажиллагааны онцлог шинж чанараараа ялгаатай байх;
8) амьд организм дахь биохимийн процессыг хурдасгах.
38. Урвал нь гетероген:
39. Зөв хариулт өгсөн ердийн тоонуудын тоо буюу нийлбэрийг заана уу. Нүүрсний шатаах хурдыг нэмэгдүүлэхийн тулд: C + O 2 ® CO 2, та дараахь зүйлийг хийх хэрэгтэй.
1) O 2-ийн концентрацийг нэмэгдүүлэх;
2) нүүрсний агууламжийг нэмэгдүүлэх,
4) нүүрсийг нунтаглах,
8) нүүрстөрөгчийн давхар ислийн концентрацийг нэмэгдүүлэх.
40. Хэрэв урвалд орох бодис А-г хатуу төлөвт A t + X хий ® урвалд авбал урвалын хурдад дараахь зүйлс нөлөөлнө.
1) концентраци А,
2) A ба X хоорондын контактын гадаргуугийн талбай;
4) молийн масс А,
8) X бодисын концентраци.
41. Гетероген урвалын хурдны хэмжээс нь:
1) моль/л, 2) моль/см 3 ×с,
3) моль/л×с 4) моль/см 2 ×с.
42. Зөв хариулт өгсөн ердийн тоонуудын тоо буюу нийлбэрийг заана уу. Шингэн хэвтрийн зарчмыг дараахь байдлаар ашигладаг.
1) урвалжуудын контакт гадаргууг нэмэгдүүлэх;
2) пиритийг галлах үед;
4) нефтийн бүтээгдэхүүний катализаторын хагарлын үед;
8) катализаторын идэвхийг сэргээх.
43. Хамгийн бага
1) Na + H 2 O ® 2) Ca + H 2 O ®
3) K + H 2 O ® 4) Mg + H 2 O ®
44. График нь иодид устөрөгчийн задралын каталитик бус ба катализаторын урвалын энергийн диаграммыг үзүүлэв. Идэвхжүүлэх энергийн өөрчлөлт нь эрчим хүчний сегментийг илэрхийлдэг.
1) б, 2) в, 3) г, 4) б-в.
45. Хамгийн агууУг схемд тодорхойлсон урвал нь идэвхжүүлэх энергитэй:
1) AgNO 3 + KCl ® AgCl + KNO 3,
2) BaCl 2 + K 2 SO 4 ® BaSO 4 + 2KCl,
3) 2Na + 2H 2 O ® 2NaOH + 2H 2,
6.2. Химийн тэнцвэр.
Бараг эргэлт буцалтгүй химийн урвалын зэрэгцээ:
СaCl 2 + 2AgNO 3 = Ca(NO 3) 2 + 2AgCl↓ гэх мэт.
Химийн хувиргалт дуусаагүй үед олон тооны процессууд мэдэгдэж байгаа боловч стехиометрийн урвалын тэгшитгэлийн зүүн ба баруун талд байрлах урвалын бүх оролцогчид ба бүтээгдэхүүний тэнцвэрт холимог үүсдэг. Тиймээс стандарт нөхцөлд систем нь буцах боломжтой:
Ерөнхийдөө дараах хэлбэртэй системийн жишээн дээр урвуу үйл явц үүсэх онцлогуудыг авч үзье.
Урагш → ба урвуу ← урвалууд нэг үе шатанд явагдах тохиолдолд массын үйл ажиллагааны хуулийн дагуу урагшлах урвалын хурдны утгууд ( Вшууд) ба урвуу ( Вурвалыг дараах кинетик тэгшитгэлээр тодорхойлно.
Хаана кЧигээрээ Тэгээд к arr - шууд ба урвуу урвалын хурдны тогтмолууд.
Цаг хугацааны эхний мөчид (6.2-р зургийг үз) эхлэх бодисын концентраци [A] ба [B], тиймээс шууд урвалын хурд нь хамгийн их утгатай байна. Урвалын бүтээгдэхүүний [C] ба [D] концентраци ба эхний мөч дэх урвуу урвалын хурд тэг байна. Урвалын явцад эхлэлийн бодисын концентраци буурч, энэ нь урагшлах урвалын хурд буурахад хүргэдэг. Урвалын бүтээгдэхүүний концентраци, улмаар урвуу урвалын хурд нэмэгддэг. Эцэст нь урагшлах болон урвуу урвалын хурд тэнцүү болох цэг ирдэг.
Тухайн системийн төлөв байдал В Чигээрээ = В арр. дуудсан химийн тэнцвэрт байдал. Энэ тэнцэл динамик , системд хоёр талын урвал явагддаг тул - шууд ( АТэгээд Б- урвалж, CТэгээд Д- бүтээгдэхүүн) ба эсрэгээр ( АТэгээд Б– бүтээгдэхүүн, C ба Д– урвалж) чиглэл.
В арр.
Урвалын хугацаа
Цагаан будаа. 6.2. Урагш ба урвуу урвалын хурдны хамаарал
үүссэн үеэс эхлэн.
Тэнцвэрт байгаа урвуу системд үйл явцын бүх оролцогчдын концентрацийг нэрлэдэг тэнцвэрийн концентраци, Учир нь энэ тохиолдолд урагш ба урвуу урвал хоёулаа байнга, ижил хурдтай явагддаг.
Химийн тэнцвэрийн тоон шинж чанарыг тохирохыг ашиглан гаргаж авч болно кинетик тэгшитгэл :
Тогтмол температурт урвалын хурдны тогтмолууд тогтмол байдаг тул харьцаа нь мөн тогтмол байх болно
дуудсан химийн тэнцвэрийн тогтмол. Урагш ба урвуу урвалын кинетик тэгшитгэлийн баруун талыг тэгшитгэснээр бид дараахь зүйлийг олж авна.
Хаана К р– урвалд оролцогчдын тэнцвэрийн концентрациар илэрхийлэгдсэн химийн тэнцвэрийн тогтмол.
Химийн тэнцвэрийн тогтмол гэдэг нь урвалын бүтээгдэхүүний тэнцвэрийн концентрацийн үржвэрийг тэдгээрийн стехиометрийн коэффициентүүдийн хүчин чадал дахь эхлэлийн бодисын тэнцвэрийн концентрацийн бүтээгдэхүүнд харьцуулсан харьцаа юм.
Жишээлбэл, урвуу урвалын хувьд
Тэнцвэрийн тогтмол байдлын илэрхийлэл нь дараах хэлбэртэй байна.
Хэрэв химийн хувирлын процесст хоёр ба түүнээс дээш үе шат оролцож байгаа бол тэнцвэрийн тогтмолыг илэрхийлэхдээ зөвхөн урвалд орох бодисын концентрацид өөрчлөлт орсон үеийг харгалзан үзэх ёстой. Жишээлбэл, системийн тэнцвэрийн тогтмол байдлын илэрхийлэлд
урвалын өмнө болон дараа нь хийн бодисын нийт моль тоо тогтмол хэвээр байх ба систем дэх даралт өөрчлөгдөхгүй. Даралт өөрчлөгдөхөд энэ систем дэх тэнцвэрт байдал өөрчлөгддөггүй.
Температурын өөрчлөлтийн химийн тэнцвэрт байдал өөрчлөгдөхөд үзүүлэх нөлөө.
Урвуу урвал бүрт чиглэлүүдийн аль нэг нь экзотермик процесс, нөгөө нь эндотермик процесстой тохирдог. Тиймээс аммиакийн нийлэгжилтийн урвалд урагшлах урвал нь экзотермик, урвуу урвал нь эндотермик юм.
1) H 2, N 2 ба NH 3-ийн концентраци цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөггүй;
3) нэгж хугацаанд задрах NH 3 молекулын тоо нь энэ хугацаанд үүссэн H 2 ба N 2 молекулуудын нийт тооны талтай тэнцүү байна;
4) нэгж хугацаанд NH 3 болж хувирсан H 2 ба N 2 молекулуудын нийт тоо нь ижил хугацаанд үүссэн NH 3 молекулуудын тоотой тэнцүү байна.
49. Зөв хариулт өгсөн ердийн тоонуудын тоо буюу нийлбэрийг заана уу. Систем дэх химийн тэнцвэрт байдал: 2SO 2 + O 2 2SO 3 ∆Н ˂0 нь дараах байдлаар алдагдана.
1) систем дэх даралтыг бууруулах;
2) халаалт,
4) хүчилтөрөгчийн концентрацийг нэмэгдүүлэх.
50. Зөв хариулт өгсөн ердийн тоонуудын тоо буюу нийлбэрийг заана уу. N 2 + 3H 2 2NH 3 ∆H ˂0 систем дэх тэнцвэрийг зүүн тийш шилжүүлэхийн тулд та дараахь зүйлийг хийх хэрэгтэй.
1) H 2-ийг системд нэвтрүүлэх,
2) NH 3-ийг системээс зайлуулах,
4) цусны даралтыг нэмэгдүүлэх;
8) температурыг нэмэгдүүлэх.
51. 2SO 2 + O 2 2SO 3 ∆Н ˂0 урвалын тэнцвэрийг баруун тийш шилжүүлэхийн тулд:
1) системийг халаах,
2) системд O 2 нэвтрүүлэх,
4) SO 3-ийг системд нэвтрүүлэх,
8) систем дэх даралтыг бууруулах.
52. Ле Шательегийн дүрэм (зарчим) таарахгүй байнамэдэгдэл:
1) температурын өсөлт нь тэнцвэрийг эндотермик урвал руу шилжүүлдэг;
2) температурын бууралт нь тэнцвэрийг экзотермик урвал руу шилжүүлдэг;
3) даралтын өсөлт нь тэнцвэрийг эзлэхүүнийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг урвал руу шилжүүлдэг;
N 2 + O 2 ∆H ˂0.2H 2 O (уур), 2NH 3 cat. 3H 2 + N 2. Б,
2) к 1 H = к 2 2 ,
67. Тэнцвэрийн тогтмолын хувьд ( Kp) нөлөөлдөг:
1) даралт,
2) температур,
3) төвлөрөл,
4) катализатор.
Уг ажлыг сайтын вэбсайтад нэмсэн: 2015-07-05">24. "> ">Буцах ба эргэлт буцалтгүй урвалын шинж тэмдэг. Тэнцвэрийн шалгуур. Тэнцвэрийн тогтмол. Ле Шательегийн зарчим.
;color:#000000;background:#ffffff">1. Урвалыг гэнэ.;өнгө:#000000;арын дэвсгэр:#ffffff">буцах боломжтой;color:#000000;background:#ffffff">, хэрэв түүний чиглэл нь урвалд оролцож буй бодисын концентрацаас хамаарна. Жишээ нь N;vertical-align: sub;color:#000000;background:#ffffff">2;өнгө:#000000;фон:#ffffff"> + 3H;vertical-align: sub;color:#000000;background:#ffffff">2;өнгө:#000000;арын дэвсгэр:#ffffff"> = 2NH;vertical-align: sub;color:#000000;background:#ffffff">3;өнгө:#000000;суурь:#ffffff"> хийн хольц дахь аммиакийн бага концентраци, азот, устөрөгчийн өндөр концентрацид аммиак үүсдэг; харин эсрэгээр аммиакийн өндөр концентрацид задарснаар урвал явагдана. эсрэг чиглэлд урвуу урвал дууссаны дараа, t Өөрөөр хэлбэл, химийн тэнцвэрт байдалд хүрэх үед системд эхлэлийн бодисууд болон урвалын бүтээгдэхүүнүүд орно.
;color:#000000;background:#ffffff">Эрчишгүй урвалууд;color:#000000;background:#ffffff"> авсан бодисууд нь өгөгдсөн нөхцөлд бие биетэйгээ урвалд ордоггүй урвалын бүтээгдэхүүнд бүрэн хувирдаг урвалууд, жишээ нь.;фон:#ffffff">, ;өнгө:#000000;арын дэвсгэр:#ffffff">шатаж байна;фон:#ffffff"> ;өнгө:#000000;арын дэвсгэр:#ffffff">нүүрс устөрөгч;фон:#ffffff">, ;өнгө:#000000;фон:#ffffff">боловсрол;өнгө:#000000;арын дэвсгэр:#ffffff">бага диссоциаци;фон:#ffffff"> ;color:#000000;background:#ffffff">нэгдэл, хур тунадас, хийн бодис үүсэх.
">Химийн тэнцвэрт байдал"> нь урагшлах урвалын хурд (" xml:lang="en-US" lang="en-US">V;vertical-align: sub">1 ">) нь урвуу урвалын хурдтай тэнцүү (" xml:lang="en-US" lang="en-US">V;vertical-align:sub">2 ">). Химийн тэнцвэрт байдалд бодисын концентраци өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Химийн тэнцвэрт байдал нь динамик шинж чанартай: шууд ба урвуу урвалууд тэнцвэрт байдалд зогсдоггүй.
">Химийн тэнцвэрийн төлөв нь шулуун шугамын тогтмолуудын харьцаа болох тэнцвэрийн тогтмолоор тоон хувьд тодорхойлогддог." xml:lang="en-US" lang="en-US">K;vertical-align:sub">1 ">) ба урвуу ( " xml:lang="en-US" lang="en-US">K;vertical-align:sub">2 ">) урвал.
" xml:lang="en-US" lang="en-US">K = K;vertical-align:sub" xml:lang="en-US" lang="en-US">1/" xml:lang="en-US" lang="en-US">K;vertical-align:sub" xml:lang="en-US"lang="en-US">2" xml:lang="en-US" lang="en-US">= ([C];vertical-align:super" xml:lang="en-US"lang="en-US">c" xml:lang="en-US" lang="en-US"> [D];vertical-align:super" xml:lang="en-US"lang="en-US">d" xml:lang="en-US" lang="en-US">) / ([A];vertical-align:super" xml:lang="en-US"lang="en-US">a" xml:lang="en-US" lang="en-US"> [B];vertical-align:super" xml:lang="en-US"lang="en-US">b" xml:lang="en-US" lang="en-US">)
"> Тэнцвэрийн тогтмол нь температур болон урвалд орж буй бодисын шинж чанараас хамаарна. Тэнцвэрийн тогтмол хэмжээ их байх тусам тэнцвэр шууд урвалын бүтээгдэхүүн үүсэх тал руу шилждэг.
">Химийн тэнцвэрт байдалд шилжих.
">1. Урвалж буй бодисын концентрацийн өөрчлөлт.
- ">Эх үүсвэрийн концентрацийг нэмэгдүүлэх нь баруун тийш шилжинэ
- ">Бүтээгдэхүүнийг нэмэгдүүлэх нь тэнцвэрийг зүүн тийш шилжүүлэх болно
">2. Даралт (зөвхөн хийн хувьд)
- ">Даралтын өсөлт. Тэнцвэрийг бага эзэлхүүнтэй бодис руу шилжүүлнэ.
- ">Даралт буурах нь тэнцвэрийг илүү их эзэлхүүнтэй бодис руу шилжүүлдэг
">3. Температур.
- ">Эзотермик p-th өсөлтийн хувьд. T зүүн тийш шилжинэ
- ">Эндотермикийн хувьд T-ийн өсөлт баруун тийш шилжинэ.
- ">Катализатор нь химийн тэнцвэрт байдалд нөлөөлдөггүй, харин түүний эхлэлийг хурдасгадаг
"> Ле Шательегийн зарчим">Хэрэв динамик тэнцвэрт байдалд байгаа системд ямар нэгэн нөлөөлөл үзүүлэх тохиолдолд гол төлөв ийм нөлөөллөөс урьдчилан сэргийлэх урвал явагдана.
" xml:lang="en-US" lang="en-US">N2+O2↔NO+ ∆H
" xml:lang="en-US" lang="en-US">→ t◦→
" xml:lang="en-US" lang="en-US">↓← ↓ t◦←
" xml:lang="en-US" lang="en-US"> ← p-
Хатуу эхлэлийн материалууд бие биентэйгээ болон орон зайд тусгаарлагдсан үед урвалд орж болно. Үүнтэй холбогдуулан ердийн хатуу фазын урвалаас ялгаатай нь стехиометрийн хэмжигдэхүүн дэх эхлэл материалыг ашиглах шаардлагагүй юм. Эцсийн бүтээгдэхүүн нь эхлэлийн бодисын харьцаанаас үл хамааран стехиометрийн найрлагатай байх болно.
Хатуу эхлэлийн материал ба урвалын бүтээгдэхүүн нь гетероген химийн тэнцвэрийн шилжилтэд нөлөөлдөггүй.
Хатуу эхлэлийн материалууд бие биентэйгээ болон орон зайд тусгаарлагдсан үед урвалд орж болно. Үүнтэй холбогдуулан, жишээлбэл. Эцсийн бүтээгдэхүүн нь эхлэлийн бодисын харьцаанаас үл хамааран стехиометрийн найрлагатай байх болно.
Хатуу бодисууд тээвэрлэлтийн урвалаар бие биетэйгээ холбогддог тул хатуу эхлэлийн материалын хоорондох урвалыг хурдасгаж болно. Энэ зарчмыг хатуу биетүүдийн хоорондох олон тооны урвалд шилжүүлнэ гэж таамаглаж болно. Үүний зэрэгцээ энгийн онолын үзэл баримтлалд тулгуурлан тохирох тээврийн урвалыг сонгох боломжтой байгаа нь ялангуяа таатай байна.
Хатуу эхлэлийн материалын ачаалалтай хэсгүүдийн гранулометрийн найрлага ба процессын гидродинамик горим өөрчлөгддөггүй.
Химийн урвалд зөвхөн AZ бодисоор дүүрсэн шингээлтийн төв рүү ордог AI хатуу эхлэлийн бодисын молекулууд л оролцдог.
Тиймээс хатуу эхлэлийн материалын тасралтгүй нийлүүлэлт бүхий хайлмалын найрлагыг PiSy / p2sH харьцаагаар тодорхойлдог бөгөөд өөр өөр хэмжээтэй шохой, нүүрстөрөгчийн хэсгүүдээс бид өөр өөр хайлмал найрлагыг олж авах болно.
Усан хандыг авахын тулд 50-80 мг хатуу эхлэлийн материалыг 3 мл усаар хэдэн минут буцалгаж, уусмал уурших үед дуслаар дүүргэнэ. Төвийг сахисан урвал бүхий усан ханд (төвийг сахисан усан ханд) нь судалж буй объект нь шингэн бол хийгдэхтэй ижил аргаар содоор зайлуулах ёстой хөндлөнгийн катионуудыг агуулж болно (хуудсыг үзнэ үү. Шүлтлэгийг саармагжуулсны үр дүнд). (содтой үйлчилсний дараа) шингэн ба тунадасыг салгаснаар бэлтгэсэн уусмалыг авна.
Мөнгөний оксалатын задралын хурд-цаг хугацааны муруй. G110 S. Цэгүүд нь туршилтын үр дүнг завсарлагагүй, тойрог нь 60 минутын завсарлагатай туршилтыг заана. (/ ба 30 мин. (/ /. Ийм туршилтууд нь хатуу эхлэлийн материалыг хатуу бүтээгдэхүүнтэй энгийн холих нь сүүлчийнх нь автокаталитик нөлөөг илрүүлэхэд хангалтгүй байж болохыг харуулж байна.
Аппаратын ёроолын нүхээр хийн эхлэлийн бодисуудыг үлээж, түүнд агуулагдах хатуу эхлэлийн бодисууд нь байнга унжсан байдалд байх, буцалгах хими-технологийн процесс юм. Энэ тохиолдолд урвалууд нь өөрөө шингэн давхаргад явагддаг.
Химич гэдэг нь хийн эхлэлийн бодисыг төхөөрөмжийн ёроолд байгаа нүхээр үлээж, түүний доторх хатуу эхлэлийн бодисууд нь байнга түдгэлзүүлсэн байдалтай буцалж байгаа мэт технологийн процесс юм. Энэ тохиолдолд урвалууд нь өөрөө шингэн давхаргад явагддаг.
Ердийн муруй a f (хатуу биетүүдийн дулааны диссоциацийн үйл явцын t. Тайлбарыг бичвэрт өгсөн болно. Дулааны диссоциацийн явцыг тайлбарлахдаа урвалын хурдыг ихэвчлэн хатуу фазын найрлагаас хамааруулж, түвшингээр илэрхийлдэг. хатуу эхлэлийн бодисын хувирал (задрал) a. Зураг VIII- Зураг 12-т а-ын урвалын хугацаанаас хамгийн ердийн хамаарлыг үзүүлэв.
Хүснэгтэнд 22-т шинжилгээнд хамрагдах хатуу эхлэлийн материалаас уусмал бэлтгэсний үр дүнд дээр дурдсан аналитик фракцуудаас анионуудыг олох боломжийн талаархи мэдээллийг нэгтгэн харуулав.
Фолмерын онолын үүднээс судлагдсан манганы оксалат дигидратыг усгүйжүүлэхэд аморф бүтээгдэхүүн үүсч, улмаар талсжих нь рентген туяагаар нотлогдсон тул хатуу, аморф бүтээгдэхүүний бөөмийн өсөлт ажиглагдсан. Интерфэйсийн онцгой катализаторын шинж чанарыг нотлох талст бүтээгдэхүүн үүсэх: хатуу анхны бодис/хатуу болон цацрагийн аморф төлөвт. Аморф бүтээгдэхүүний талсжилт нь талст гидратуудын задралын үед уурын даралтаас хамаарлыг тайлбарлахад чухал ач холбогдолтой байж болох юм. Эдгээр тохиолдолд усны молекулуудад нэвтрэхэд хэцүү аморф бүтээгдэхүүний давхарга үүсэх нь урвалын хурд буурахад хүргэдэг.
Ft - төхөөрөмжид орж буй хатуу бодисын урсгал, кг / цаг; Fg (0) - аппаратанд орж буй хийн бодисын урсгал, кг / цаг; Fg - химийн харилцан үйлчлэлд орох хийн бодисын урсгал, кг / цаг; Fr - аппаратын урвалын эзэлхүүн дэх хийн фазын эзэлхүүн, м3; GT нь аппаратын урвалын эзэлхүүн дэх хатуу эхлэлийн материалын жин, кг; GT нь аппаратын урвалын эзэлхүүн дэх хийн эхлэлийн бодисын жин, кг; скв - аппаратын урвалын эзэлхүүн дэх хийн эхлэлийн бодисын эквивалент концентраци, кг/м8; a нь бодисын урсгалын Ft-аас Fg урсгал руу шилжих стехиометрийн коэффициент; &g, / sg - хатуу ба хийн фазын буулгах коэффициент, л / цаг; K нь урвалын хурдны тогтмол; F (n) - урвалын дарааллыг тусгасан функц; X - гаралтын координат (температур); Ta - төхөөрөмжийн урвалын эзэлхүүний дулааны загварын цаг хугацааны тогтмол; K7 нь төхөөрөмжийн урвалын эзэлхүүний дулааны загварын ашгийн коэффициент юм.
5 1 г циклопентадиенил манганы трикарбонил, 13 7 г фосфорын трихлорид, 4 25 г хөнгөн цагаан хлорид, 15 мл изопентаны холимогийг эрчимтэй хутгах замаар халааж, 45 - 50 С-ийн температурт 3 цаг байлгана. Халаахаас өмнө хольц нь шар өнгийн уусмал дахь хатуу эхлэлийн материалын суспенз юм.
Дээжинд ямар ион дутагдаж байгааг тодорхойлох нь чухал. Урьдчилсан туршилт) нь үндсэндээ хатуу эхлэлийн материалаар хийгддэг бөгөөд уусмалыг ууршуулдаг.
Ихэнх тохиолдолд эхлэлийн материалыг уусгах хурд нь тийм ч бага эсвэл урвалын бүтээгдэхүүн маш бага уусдаг тул шинэ үе шат нь анхных нь дээр нягт хуримтлагддаг бөгөөд үүний үр дүнд түүний гадаад хэлбэр нь анхны бодисынхыг дагадаг. Хатуу эхлэлийн материалын интерфэйс дээр тохиолдож, хатуу эцсийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд хүргэдэг ийм өөрчлөлтийг үгийн нарийн утгаараа топохимийн урвал гэж нэрлэдэг. Уусмалын дийлэнх хэсэгт тохиолддог урвалаас ялгаатай нь энэ тохиолдолд урвалын бүтээгдэхүүний тархалтын зэрэг нь эхлэлийн бодисын тархалттай төстэй байдаг. Тиймээс топохимийн аргыг авч үзэх нь онцгой боловч катализаторын тодорхойлолт, металыг электролитийн аргаар ялгах, зэврэлтэнд хэрэглэхэд тохиромжтой.
Хэрэв уурын даралт нь хатуу биетүүдийн хоорондох урвалыг дэмждэг бол химийн тээвэрлэлтийн урвалын хувьд ч мөн адил байх ёстой. Тээврийн урвал нь хатуу эхлэлийн бодисуудын харилцан үйлчлэлийн хэрэгсэл болгон ямар боломжийг олгодог вэ?
Хатуу фазын урвалын хувьд хувиргалт нь зөвхөн фазын дийлэнх хэсэгт эхэлж, дараа нь шинэ болон хуучин фазын хоорондох интерфэйс дээр хөгжиж болно. Трансформацийн бүс буюу фронт нь хатуу эхлэлийн материал ба хатуу бүтээгдэхүүний хоорондох интерфейсийн дагуу дамждаг ийм урвалыг топохимийн гэж нэрлэдэг. Ийм урвалын жишээ бол талст гидратуудын өгөршил юм. Фарадей мөн Cu2SO4 - 5H2O-ийн сайн зүсэгдсэн тунгалаг талстууд хуурай агаарт удаан хугацаанд ус алддаггүй болохыг анзаарсан. Хэрэв тэдгээрийн гадаргуу дээр зураас түрхсэн эсвэл эвдэрсэн бол болор хурдан шингэн алдалт эхэлдэг бөгөөд энэ нь гэмтсэн газраас үргэлж тархдаг.
Олон тооны анионуудыг бутархай байдлаар илрүүлж болно гэдэг нь анионуудыг илрүүлэх нь катионуудыг илрүүлэхээс хялбар ажил гэсэн үг биш юм. Энэхүү сурах бичигт судлагдсан анионуудын тоо хязгаарлагдмал байсан ч судалгааны эхлэл нь усанд уусдаггүй хатуу эхлэлийн материал байвал шинжилгээнд ихээхэн хүндрэл учруулдаг. Ийм бодисыг сод (содын ханд) -аар эмчлэх шаардлагатай бөгөөд энэ нь ажилд хэд хэдэн хүндрэлтэй холбоотой байдаг.
Электролитийн уусмалуудын хоорондох урвалыг бичихдээ энэ эсвэл тэр урвалын бодит байдалд саад болох ямар нэг шалтгаан байгаа эсэхийг төсөөлөх хэрэгтэй. Жишээлбэл, электролитийн уусмал нь хатуу бодисуудтай харилцан үйлчилж, бүтээгдэхүүний аль нэг нь бага зэрэг уусдаг бол хатуу эхлэлийн бодисын гадаргуу дээр хатуу урвалын бүтээгдэхүүний давхарга үүсдэг тул урвал хурдан зогсдог. түүний цаашдын хөгжилд саад болж байна. Тийм ч учраас гантиг дээр хүчлийн үйлчлэлээр нүүрстөрөгчийн давхар ислийг бий болгохын тулд хүхрийн хүчил гэхээсээ илүү давсны хүчил ашигладаг, учир нь хүхрийн хүчлийн хувьд гантиг нь гипс (CaSO4 - 2H2O) давхаргаар хурдан хучигдсан байдаг. урвал бараг тохиолддоггүй.
Висмутыг фтортой урвалд оруулахын тулд шингэн давхаргатай реактор ашигладаг. Технологиас авсан шингэрүүлсэн давхаргын синтезийн техник нь дараахь давуу талуудтай: урвалын хольц дахь дулааны тэнцвэрийг хурдан бий болгох, хатуу урвалын бүтээгдэхүүнийг задлахгүй байх, хоолойн ханатай дулаан солилцоо сайн, гадаргуугийн том талбай. хатуу эхлэлийн материал, тиймээс хурдан хувиргах.
g - t системийн хувьд хатуу фазыг нунтаглах замаар фазуудын контакт гадаргуугийн өсөлтийг олж авдаг. Хийн бодисыг буталсан анхны материалтай янз бүрийн аргаар холбоод, жишээлбэл, реакторын тавиур дээр бодисын хатуу хэсгүүдийг байрлуулж, хийн урсгал нь тавиурууд дээгүүр хөдөлдөг. Бусад тохиолдолд нарийн хуваагдсан хатуу эхлэлийн материалыг хөндий эзэлхүүнтэй хийн эхлэлийн материалын урсгал руу шүршинэ; Уурын зуухны зууханд нунтагласан түлшийг ингэж шатаадаг.
Аж үйлдвэрийн хурдацтай үйл явцын хувьд хатуу бодисын холимог дахь урвал нь хатуу фазын шууд харилцан үйлчлэлээс олон мянган дахин их хурдтай явагддаг. Үүссэн бүтээгдэхүүний давхаргын зузаан нь түүний бүрхсэн үр тарианы бүх гадаргуу дээр бараг ижил байна. Үүнийг хатуу эхлэлийн бодисуудын хооронд үүсэх урвал нь хийн эсвэл шингэн фазын оролцоотойгоор явагддагтай холбон тайлбарлаж байна.
Хатуу фазын урвалын химийн шинжлэх ухааныг хөгжүүлэх явцад хатуу бодисууд нь шингэн эсвэл хийн оролцоогүйгээр бие биетэйгээ урвалд орж чадах уу гэсэн асуултын талаар ихэвчлэн маргаан үүсгэдэг. Энэ асуудал одоо цэвэр хатуу фазын урвал оршин тогтнохын тулд шийдэгдсэн. Гэсэн хэдий ч зарим шингэн эсвэл хийн фаз нь урвалын зуучлагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг болохыг хатуу эхлэлийн материалтай хэд хэдэн хувиргалтаар харуулж болох нь сонирхолтой юм. Гэсэн хэдий ч, энэ чиглэлээр ерөнхий дүгнэлт хийхээс зайлсхийх хэрэгтэй, харин эсрэгээр, тухайн тохиолдол бүрт системийн төлөв байдлыг туршилтаар судлах шаардлагатай; Будников, Гинстлинг нар ийм судалгааг нарийвчлан хийсэн.
Хэрэв газрын тос, хий үүсэх анхны бодисын асуудлыг бүхэлд нь шийдсэн гэж үзэж болох юм бол гол зүйл болох газрын тос, хий үүсэх механизмын асуудлыг нарийвчлан шийдвэрлэх шаардлагатай хэвээр байна. Органик бодис, тунамал чулуулаг, нүүрсустөрөгчийн (НС) нийтлэг найрлага нь газрын тос, хийн биосферийн эх үүсвэрийг дэмжих чухал үндэслэл юм. Хатуу эхлэлийн материалаас шингэн ба хийн нүүрсустөрөгчийг үйлдвэрлэх дулааны энергийн (халаалтын) үүрэг мөн тодорхой юм. Эдгээр нөхцөл байдал нь нүүрсустөрөгчийн үйлдвэрлэлийн төвүүдийн тухай ойлголтыг бий болгож, дэлхий даяар өргөн тархсан хий, газрын тос үүсэх үндсэн үе шатуудын талаархи санаа бодлыг боловсруулах боломжийг олгосон.
Хийн болон шингэн фазын оролцоогүйгээр явагдах урвалын хурд маш бага тул үйлдвэрлэлийн хурдацтай үйл явцад практик ач холбогдол өгөх боломжгүй юм. Гэвч практик дээр хатуу бодисын холимог дахь урвал нь ихэвчлэн хатуу биетүүдийн шууд харилцан үйлчлэлээс олон мянган дахин их хурдтай явагддаг. Үүссэн бүтээгдэхүүний давхаргын зузаан нь түүний бүрхсэн үр тарианы бүх гадаргуу дээр бараг ижил байна. Үүнийг хатуу эхлэлийн бодисуудын хооронд үүсэх урвал нь хийн эсвэл шингэн фазын оролцоотойгоор явагддагтай холбон тайлбарлаж байна.
Хийн болон шингэн фазын оролцоогүйгээр тохиолддог ийм урвалын хурд нь маш бага тул үйлдвэрлэлийн хурдацтай үйл явц, ялангуяа давс үйлдвэрлэхэд практик ач холбогдолтой байж чадахгүй. Практикт хатуу бодисын холимог дахь урвал нь ихэвчлэн хатуу биетүүдийн шууд харилцан үйлчлэлээс хэдэн мянга дахин их хурдтай явагддаг. Үүссэн бүтээгдэхүүний давхаргын зузаан нь түүний бүрхсэн үр тарианы бүх гадаргуу дээр бараг ижил байна. Үүнийг хатуу эхлэлийн бодисуудын хооронд үүсэх урвал нь хийн эсвэл шингэн фазын оролцоотойгоор явагддагтай холбон тайлбарлаж байна.
Хийн болон шингэн фазын оролцоогүйгээр явагдах урвалын хурд маш бага тул үйлдвэрлэлийн хурдацтай үйл явцад практик ач холбогдол өгөх боломжгүй юм. Гэвч практикт хатуу бодисын холимог дахь урвалууд нь ихэвчлэн хатуу биетүүдийн шууд харилцан үйлчлэлээс олон мянган дахин их хурдтай явагддаг. Үүссэн бүтээгдэхүүний давхаргын зузаан нь түүний бүрхсэн үр тарианы бүх гадаргуу дээр бараг ижил байна. Үүнийг хатуу эхлэлийн бодисуудын хооронд үүсэх урвал нь хийн эсвэл шингэн фазын оролцоотойгоор явагддагтай холбон тайлбарлаж байна.
Хатуу биетүүд нь хурцадмал байдлаас илүү хүчтэй байдаг эдгээр шахалтын дарамтууд нь микроскопийн талстуудыг устгахад шаардлагатай хэмжээнд хүрэх магадлал багатай юм. Калийн перманганатын задралын хурд нь гадаргуугийн хэмжээнээс хамаарлыг судлах шууд туршилтууд нь урвуу хамааралтай байдаг. Энэ нь хуваагдал нь өөрөө урвалын ажиглагдсан хурдатгалын шалтгаан биш гэдгийг харуулж байна. Хатуу бодисын урвалын хурдатгалыг салаалсан гинжин урвал байгаагаар тайлбарлах нь бас зарим бэрхшээлтэй тулгардаг. Хатуу фазын нөхцөл нь гетероген байдлаас шалтгаалан хий эсвэл шингэн фазынхаас ихээхэн ялгаатай байдаг. Хэрэв гинжин механизм байгаа бол ийм урвал нь хатуу эхлэлийн материал ба урвалын бүтээгдэхүүний хоорондох интерфейсээр хязгаарлагддаг. Иймээс гинжин механизм байгаа ч гэсэн интерфэйсийн тусгай шинж чанаруудын шалтгаануудын талаар асуулт гарч ирдэг: анхны хатуу бодис / хатуу бүтээгдэхүүн.
ТОДОРХОЙЛОЛТ
Химийн урвалТэдний найрлага болон (эсвэл) бүтцэд өөрчлөлт орсон бодисын хувирал гэж нэрлэдэг.
Ихэнх тохиолдолд химийн урвалыг эхлэл бодис (урвалж) эцсийн бодис (бүтээгдэхүүн) болгон хувиргах үйл явц гэж ойлгодог.
Химийн урвалыг анхдагч бодис, урвалын бүтээгдэхүүний томъёог агуулсан химийн тэгшитгэлийг ашиглан бичдэг. Масс хадгалагдах хуулийн дагуу химийн тэгшитгэлийн зүүн ба баруун тал дахь элемент бүрийн атомын тоо ижил байна. Ихэвчлэн эхлэлийн бодисын томъёог тэгшитгэлийн зүүн талд, бүтээгдэхүүний томъёог баруун талд бичдэг. Тэгшитгэлийн зүүн ба баруун талд байгаа элемент бүрийн атомын тооны тэгш байдлыг бодисын томьёоны өмнө бүхэл стехиометрийн коэффициентүүдийг байрлуулах замаар олж авна.
Химийн тэгшитгэл нь урвалын шинж чанаруудын талаархи нэмэлт мэдээллийг агуулж болно: температур, даралт, цацраг гэх мэт, үүнийг тэнцүү тэмдгийн дээрх (эсвэл "доор") харгалзах тэмдгээр тэмдэглэнэ.
Бүх химийн урвалыг тодорхой шинж чанартай хэд хэдэн ангилалд хувааж болно.
Химийн урвалыг эхлэл ба үүсэх бодисын тоо, найрлагаар нь ангилах
Энэ ангиллын дагуу химийн урвалыг нэгтгэх, задрах, орлуулах, солилцох урвал гэж хуваадаг.
Үр дүнд нь нийлмэл урвалуудхоёр ба түүнээс дээш (нарийн төвөгтэй эсвэл энгийн) бодисоос нэг шинэ бодис үүсдэг. Ерөнхийдөө ийм химийн урвалын тэгшитгэл нь дараах байдалтай байна.
Жишээлбэл:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2
SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4
2Mg + O 2 = 2MgO.
2FeCl 2 + Cl 2 = 2FeCl 3
Нэгдлийн урвал нь ихэнх тохиолдолд экзотермик, i.e. дулаан ялгаруулах ажлыг үргэлжлүүлнэ. Хэрэв энгийн бодисууд урвалд оролцдог бол ийм урвалууд нь ихэвчлэн исэлдэлтийн урвал (ORR) байдаг, өөрөөр хэлбэл. элементүүдийн исэлдэлтийн төлөв өөрчлөгдөхөд үүсдэг. Нарийн төвөгтэй бодисуудын хоорондох нэгдлүүдийн урвалыг ORR гэж ангилах эсэхийг хоёрдмол утгагүй хэлэх боломжгүй юм.
Нэг нийлмэл бодисоос өөр хэд хэдэн шинэ бодис (нарийн төвөгтэй эсвэл энгийн) үүсэх урвалыг дараах байдлаар ангилдаг. задралын урвал. Ерөнхийдөө задралын химийн урвалын тэгшитгэл дараах байдалтай байна.
Жишээлбэл:
CaCO 3 CaO + CO 2 (1)
2H 2 O = 2H 2 + O 2 (2)
CuSO 4 × 5H 2 O = CuSO 4 + 5H 2 O (3)
Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O (4)
H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O (5)
2SO 3 =2SO 2 + O 2 (6)
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 +4H 2 O (7)
Ихэнх задралын урвал нь халах үед тохиолддог (1,4,5). Цахилгаан гүйдлийн нөлөөн дор задрах боломжтой (2). Хүчилтөрөгч агуулсан хүчлүүдийн (1, 3, 4, 5, 7) талст гидрат, хүчил, суурь, давсны задрал нь элементүүдийн исэлдэлтийн төлөвийг өөрчлөхгүйгээр явагддаг, өөрөөр хэлбэл. Эдгээр урвалууд нь ODD-тэй холбоогүй болно. ORR задралын урвалд илүү өндөр исэлдэлтийн төлөвт элементүүдээс үүссэн исэл, хүчил, давсны задрал орно (6).
Задрах урвалууд нь органик химид байдаг боловч өөр нэрээр - хагарал (8), усгүйжүүлэлт (9):
C 18 H 38 = C 9 H 18 + C 9 H 20 (8)
C 4 H 10 = C 4 H 6 + 2H 2 (9)
At орлуулах урвалуудэнгийн бодис нь нийлмэл бодистой харилцан үйлчилж, шинэ энгийн, шинэ нийлмэл бодис үүсгэдэг. Ерөнхийдөө химийн орлуулалтын урвалын тэгшитгэл дараах байдалтай байна.
Жишээлбэл:
2Al + Fe 2 O 3 = 2Fe + Al 2 O 3 (1)
Zn + 2HCl = ZnСl 2 + H 2 (2)
2KBr + Cl 2 = 2KCl + Br 2 (3)
2КlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Сl 2 (4)
CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2 (5)
Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 = 3СаSiO 3 + P 2 O 5 (6)
CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + HCl (7)
Орлуулах урвалын ихэнх нь исэлдэлтийн урвал юм (1 – 4, 7). Исэлдэлтийн төлөв өөрчлөгддөггүй задралын урвалын жишээ цөөхөн байдаг (5, 6).
Солилцооны урвалЭнэ нь нарийн төвөгтэй бодисуудын хооронд үүсэх урвал бөгөөд тэдгээрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг солилцдог. Ихэнхдээ энэ нэр томъёог усан уусмал дахь ионуудтай холбоотой урвалд ашигладаг. Ерөнхийдөө химийн солилцооны урвалын тэгшитгэл дараах байдалтай байна.
AB + CD = AD + CB
Жишээлбэл:
CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O (1)
NaOH + HCl = NaCl + H 2 O (2)
NaHCO 3 + HCl = NaCl + H 2 O + CO 2 (3)
AgNO 3 + KBr = AgBr ↓ + KNO 3 (4)
CrCl 3 + ZNaON = Cr(OH) 3 ↓+ ZNaCl (5)
Солилцооны урвал нь исэлддэггүй. Эдгээр солилцооны урвалын онцгой тохиолдол нь саармагжуулах урвал (хүчлийн шүлттэй урвал) юм (2). Солилцооны урвал нь хийн бодис (3), тунадас (4, 5) эсвэл муу задрах нэгдэл, ихэвчлэн ус (1, 2) хэлбэрээр урвалын бөмбөрцөгөөс дор хаяж нэг бодисыг зайлуулах чиглэлд явагддаг. ).
Исэлдэлтийн төлөвийн өөрчлөлтийн дагуу химийн урвалын ангилал
Урвалж, урвалын бүтээгдэхүүнийг бүрдүүлдэг элементүүдийн исэлдэлтийн төлөвийн өөрчлөлтөөс хамааран бүх химийн урвалыг исэлдэлтийн төлөвийг өөрчлөхгүйгээр явагдах исэлдэлтийн урвал (1, 2) гэж хуваадаг (3, 4).
2Mg + CO 2 = 2MgO + C (1)
Mg 0 – 2e = Mg 2+ (бууруулах бодис)
C 4+ + 4e = C 0 (исэлдүүлэгч бодис)
FeS 2 + 8HNO 3 (conc) = Fe(NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O (2)
Fe 2+ -e = Fe 3+ (бууруулах бодис)
N 5+ +3e = N 2+ (исэлдүүлэгч бодис)
AgNO 3 + HCl = AgCl ↓ + HNO 3 (3)
Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 ↓ + H 2 O (4)
Дулааны нөлөөгөөр химийн урвалын ангилал
Урвалын явцад дулаан (энерги) ялгарах эсвэл шингээгдэх эсэхээс хамааран бүх химийн урвалыг экзотермик (1, 2) ба эндотермик (3) гэж хуваадаг. Урвалын явцад ялгарах буюу шингэсэн дулааны хэмжээг (энерги) урвалын дулааны эффект гэнэ. Хэрэв тэгшитгэл нь ялгарсан эсвэл шингэсэн дулааны хэмжээг харуулсан бол ийм тэгшитгэлийг термохимийн гэж нэрлэдэг.
N 2 + 3H 2 = 2NH 3 +46.2 кЖ (1)
2Mg + O 2 = 2MgO + 602.5 кЖ (2)
N 2 + O 2 = 2NO – 90.4 кЖ (3)
Химийн урвалыг урвалын чиглэлийн дагуу ангилах
Урвалын чиглэлийг үндэслэн буцах боломжтой (бүтээгдэхүүн нь анхдагч бодис үүсгэхийн тулд олж авсан ижил нөхцөлд бие биетэйгээ урвалд орох чадвартай химийн процессууд) ба эргэлт буцалтгүй (бүтээгдэхүүн нь бус химийн процессууд) гэж ялгадаг. бие биетэйгээ урвалд орж эхлэлийн бодис үүсгэх боломжтой).
Урвуу урвалын хувьд тэгшитгэлийг ерөнхийд нь дараах байдлаар бичнэ.
A + B ↔ AB
Жишээлбэл:
CH 3 COOH + C 2 H 5 OH ↔ H 3 COOC 2 H 5 + H 2 O
Буцааж болшгүй урвалын жишээнд дараах урвалууд орно.
2КlО 3 → 2Кл + ЗО 2
C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O
Урвалын эргэлт буцалтгүй байдлын нотолгоо нь хийн бодис, тунадас эсвэл муу задрах нэгдэл, ихэвчлэн ус, урвалын бүтээгдэхүүн болж ялгардаг.
Химийн урвалыг катализатор байгаагаар нь ангилах
Энэ үүднээс авч үзвэл катализаторын болон катализаторын бус урвалыг ялгадаг.
Катализатор нь химийн урвалын явцыг хурдасгадаг бодис юм. Катализаторын оролцоотойгоор үүсэх урвалыг катализатор гэж нэрлэдэг. Зарим урвал нь катализаторгүйгээр явагдах боломжгүй:
2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 (MnO 2 катализатор)
Ихэнхдээ урвалын бүтээгдэхүүний аль нэг нь энэ урвалыг хурдасгах катализатор болдог (автокаталитик урвалууд):
MeO+ 2HF = MeF 2 + H 2 O, энд Ме нь металл юм.
Асуудлыг шийдвэрлэх жишээ
ЖИШЭЭ 1
2. Эхлэх материал ба туршилтын арга
2.1. Эхлэх бодис ба тэдгээрийн шинжилгээ
Фосфор, фтор, литийг аммонийн дигидроген фосфат хэлбэрээр 100 ° C-т хатаасан, литийн фтор, карбонатыг 200 ° C-т хатаасан хэлбэрээр нэвтрүүлсэн. Реактив никелийн ислийг (саарал, стехиометрийн бус) ногоон стехиометрийн NiO болгон хувиргахын тулд 900 ° C-т шохойжуулсан. Реактив кобальтын ислийг (+2) шохойгүй хэлбэрээр ашигласан (энэ нь үнэхээр Co 3 O 4 биш харин CoO гэдгийг рентген фазын шинжилгээгээр баталсан). Бусад урвалжуудыг мөн шилжилтийн металлыг нэвтрүүлэхэд туршиж үзсэн: кобальт ба манганы карбонатууд, никель ацетат, түүнчлэн усан уусмалаас тунадасжуулсан манган ба төмрийн (+2) оксалатууд. Туршилтын энэ хэсгийг хэрэгжүүлэхийн тулд бид уусдаг давсыг: төмрийн сульфат (+2) ба манганы хлорид (+2) авч, халуун нэрмэл усанд уусгаж, тэдгээрт аммонийн оксалатын халуун уусмал нэмсэн. Хөргөлтийн дараа тунадасыг Бюхнерийн юүлүүрээр шүүж, сульфат эсвэл хлоридын ионыг арилгах хүртэл нэрмэл усаар угааж, тасалгааны температурт хэд хоногийн турш хатаана.
Эдгээр карбонатууд, оксалатууд, ацетатууд нь хамгийн тохиромжтой томьёотой яг тохирч байгаа нь тодорхойгүй байна: хадгалах явцад ус алдах, нэмэгдэх, гидролиз, исэлдүүлэх боломжтой. Тиймээс тэдгээрийг шинжлэх шаардлагатай байв. Үүнийг хийхийн тулд эхлэлийн бодис тус бүрээс гурван зэрэгцээ дээжийг тогтмол жинтэй болгож, исэл хэлбэрээр жинлэв. Шохойжуулах температурыг жингийн хэлбэрийн тогтвортой байдлын талаархи уран зохиолын мэдээлэлд үндэслэн сонгосон: Fe 2 O 3, NiO - 900 ° C, Co 3 O 4 ба Mn 2 O 3 - 750 ° C үйлдвэрлэхэд.
2.2. Синтез хийх
Лити фторыг аммонийн дигидроген фосфатаар халаахад фтор устөрөгч нь ууршдаг. Тиймээс синтезийг нэг үе шатанд хийх нь бараг боломжгүй юм. Эхлээд та LiMPO 4 авах хэрэгтэй бөгөөд зөвхөн усыг бүрэн зайлуулсны дараа лити фторыг нэмж болно.
Тиймээс хоёр үе шатыг ялгаж салгаж болно.
(1) 2NH 4 H 2 PO 4 + Li 2 CO 3 + 2MO ® 2 LiMPO 4 + 2NH 3 + CO 2 + 2H 2 O.
Энд MO нь исэл (NiO, CoO) эсвэл исэлд задардаг нэгдэл юм.
(2) LiMPO 4 + LiF ® Li 2 MPO 4 F
Жигнэсэн хэмжээний бодисыг хольж, хаш зуурмагт бүрэн нэгэн төрлийн болтол нунтаглаж, дараа нь шахмалуудыг шахаж, дэгдэмхий бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн ихэнхийг арилгахын тулд 150-170 ° C температурт 2 цагийн турш байлгана (хэрэв нэн даруй өндөр температурт халаавал, хайлах ба таблетын жигд байдал эвдэрсэн) . Дараа нь температурыг аажмаар нэмэгдүүлж, хольцыг үе үе нунтаглаж, бараг цэвэр LiMPO 4-ийг олж авав. Шатаалтыг муфель зууханд эсвэл хоолойн зууханд инертийн орчинд хийсэн.
Цилиндрүүдэд инертийн хий байхгүй тул аммонийн хлорид, барийн нитритийн усан уусмалыг халааж азот авах шаардлагатай болсон. Азот үйлдвэрлэх үндсэн урвал явагдсан колбыг (экзотермик урвал, бага зэрэг халаах) аммиак ба азотын ислийн болзошгүй хольцыг барихын тулд калийн бихромат сульфатын уусмал бүхий хоёр угаагчтай холбож, дараа нь сүвэрхэг зэс бүхий халаасан хоолойгоор холбосон. хүчилтөрөгч, азотын исэлдүүлэгчийг арилгахын тулд мөхлөгүүдийг, дараа нь барзгар хатаах зорилгоор цахиурын гель, усны уурыг илүү бүрэн барихын тулд төвлөрсөн хүхрийн хүчилээр хоёр удаа угаана. Эдгээр угаагчийг никель завинд шахсан холимог бодис агуулсан хоолойд холбосон. Эхлээд агаарыг зайлуулахын тулд суурилуулсан азотын эзэлхүүнийг 3 дахин их хэмжээгээр дамжуулж, зөвхөн дараа нь халаалт эхэлсэн. Шатаж дууссаны дараа дээжийг агаарт исэлдүүлэхгүйн тулд азотын урсгалд хөргөнө.
Бүтээгдэхүүнийг рентген фазын шинжилгээгээр шалгаж, туршилтын хоёр дахь шат руу шилжсэний үр дүнд үүссэн шахмалыг литийн фторидын тооцоолсон хэсгийг нунтаглаж, дарсны дараа шатаах ажиллагааг муфель зууханд эсвэл зууханд үргэлжлүүлэв; аль хэдийн хэлэлцсэн технологийг ашиглан хоолой хэлбэрийн зууханд идэвхгүй уур амьсгал. Фосфатын илүү бүрэн холболтыг хангахын тулд литийн фторыг таван хувиар илүү хэмжээгээр нэвтрүүлсэн. Энэ илүүдэл нь ердөө 0.7 жин юм. хольцын % -ийг эзэлдэг ба урвалд ороогүй фосфатын хольцоос бага ач холбогдолтой.
2.3. Рентген зураг
Рентген фазын шинжилгээг DRON-2.0 дифрактометр дээр зэсийн Ка цацрагт хийсэн. Энэ цацраг нь төмөр, ялангуяа кобальт агуулсан нэгдлүүдэд тийм ч тохиромжгүй, учир нь эдгээр элементүүдийн атомуудад хүчтэй шингэж, өөрсдийн рентген цацрагийг өдөөдөг. Үүний үр дүнд дифракцийн максимум суларч, дэвсгэр нь огцом нэмэгддэг. Тиймээс фазын шинжилгээний мэдрэмж буурч, ажиглагдсан тусгалын тоо буурч, эрчимжилтийн хүчтэй хэлбэлзлээс болж тэдгээрийн хэмжилтийн нарийвчлал мууддаг. Эдгээр бэрхшээлийг даван туулахын тулд өөр анод, жишээлбэл кобальт (гэхдээ манганы нэгдлүүдтэй ижил асуудал гарах болно) рентген туяа ашиглах эсвэл сарнисан цацраг дээр монохроматор суурилуулах шаардлагатай болно. Гэхдээ бидэнд ийм боломж байгаагүй тул статистикийн алдааг багасгахын тулд кобальтын нэгдлүүдийг буудаж хэд хэдэн удаа давтах шаардлагатай болсон.
Фазын шинжилгээнд PDF-2 нунтаг дифракцийн мэдээллийн санг ашигласан.
