Tema përmban materiale fillestare dhe produkte të reagimit. Klasifikimi i reaksioneve kimike sipas ndryshimeve në gjendjet e oksidimit

Faqe 1

Substancat fillestare: karbonat natriumi anhidrik (karbat natriumi) për analiza spektrale, MRTU 6 - 09 - 6170 - 69, orto acid kimikisht i pastër dhe fosforik, GOST 6552 - 58, kimikisht i pastër.  

Substancat fillestare: nitrat bariumi (nitrat bariumi), GOST 51468 - 72, teknik.  

Materiali fillestar u sintetizua nga karboksimetilimi i M-p-oksietilendiaminës dhe dehidrimi i mëpasshëm me distilim azeotropik me ksilen ose toluen. Për polimerizim, monomeri pezullohet në dioksan me ujë, zihet për 5 - 10 orë në refluks dhe më pas pastrohet.  

Substancat fillestare të përdorura në analizën vëllimore për të përcaktuar normalitetin e tretësirave dhe për të vendosur titrat e tyre do të tregohen kur merren parasysh metodat individuale të analizës.  

Materiali fillestar A është i aftë të transformohet në dy ose më shumë mënyra të pavarura, të cilat çojnë në formimin e produkteve identike ose të ndryshme.  

Substancat fillestare (fosfori dhe oksigjeni) janë elektrikisht neutrale. Atomi i fosforit, duke hequr dorë nga pesë elektrone, bëhet një jon me pesë ngarkesë pozitive (P 5); fosfori oksidohet dhe është një agjent reduktues. Atomi i oksigjenit, duke marrë dy elektrone, shndërrohet në një jon të ngarkuar negativisht (O-2); oksigjeni zvogëlohet dhe është një agjent oksidues.  

Substancat dhe proceset fillestare duhet të përshtaten me vetëorganizim, të qëndrueshëm për shkak të sistemeve të reagimit, i cili, nga ana tjetër, është një strukturë dinamike.  

Substancat fillestare që formojnë bazën e molekulës së produktit përfundimtar quhen lëndë të para bazë. Lëndët e para të tilla janë kryesisht hidrokarbure aromatike: benzeni, tolueni, naftalina, si dhe fenoli dhe kresolet. Këto substanca gjenden në produktet e përpunimit të qymyrit - gazi i furrës së koksit dhe katrani i qymyrit.  

Materialet fillestare të përdorura për të marrë një produkt të ndërmjetëm ose bojë organike, por që nuk përbëjnë bazën e molekulës së tij, quhen lëndë të para ndihmëse.  

Materiali fillestar për prodhimin e acidit të hirit është naftalina.  

Substanca fillestare peshohet dhe, pasi të përcaktohet tretshmëria nga të dhënat tabelare, llogaritet sasia e përafërt e ujit që kërkohet për ta tretur atë. Substanca vendoset në një gotë, balonë konike ose filxhan porcelani dhe në të shtohet ujë i ngrohur në një temperaturë të caktuar.  

Substanca fillestare vendoset në një varkë prej porcelani ose kuarci /, e cila futet në reaktorin 2 (tub prej porcelani ose kuarci) dhe nxehet në një rrjedhë hidrogjeni në temperaturën e kërkuar. Skajet e tubit janë të mbyllura me priza gome ose tape, në të cilat futet një tub që furnizon hidrogjenin në njërin skaj dhe një tub që largon avujt e ujit dhe hidrogjenin që nuk ka reaguar në skajin tjetër. Instalimi së pari kontrollohet për rrjedhje. Për ta bërë këtë, fundi i tubit të daljes së gazit zhytet 4 - 5 cm në ujë dhe kalon hidrogjeni.  

Lëndët fillestare (oksidet), si dhe reaktori (kapërcjellja), fillimisht duhet të thahen në 150 - 200 C. Pas kësaj, oksidet bluhen në pluhur dhe ndahen në një sitë nga grimcat e pathërmuara.  

Substancat fillestare peshohen në përputhje me ekuacionin e reaksionit në një peshore analitike dhe përzierja e tyre bluhet për 15 - 20 minuta në një llaç porcelani ose agat. Pastaj përzierja derdhet në një kavanoz prej porcelani ose varkë dhe kalcinohet.  

PËRKUFIZIM

Reaksion kimik quhen transformime të substancave në të cilat ndodh një ndryshim në përbërjen dhe (ose) strukturën e tyre.

Më shpesh, reaksionet kimike kuptohen si procesi i shndërrimit të substancave fillestare (reagentëve) në substanca (produkte) përfundimtare.

Reaksionet kimike shkruhen duke përdorur ekuacione kimike që përmbajnë formulat e substancave fillestare dhe produkteve të reaksionit. Sipas ligjit të ruajtjes së masës, numri i atomeve të secilit element në anën e majtë dhe të djathtë të një ekuacioni kimik është i njëjtë. Në mënyrë tipike, formulat e substancave fillestare shkruhen në anën e majtë të ekuacionit, dhe formulat e produkteve në të djathtë. Barazia e numrit të atomeve të secilit element në anën e majtë dhe të djathtë të ekuacionit arrihet duke vendosur koeficientët stekiometrikë me numra të plotë përpara formulave të substancave.

Ekuacionet kimike mund të përmbajnë informacion shtesë në lidhje me karakteristikat e reaksionit: temperaturë, presion, rrezatim, etj., i cili tregohet me simbolin përkatës sipër (ose "poshtë") shenjën e barabartë.

Të gjitha reaksionet kimike mund të grupohen në disa klasa, të cilat kanë karakteristika të caktuara.

Klasifikimi i reaksioneve kimike sipas numrit dhe përbërjes së substancave fillestare dhe rezultuese

Sipas këtij klasifikimi, reaksionet kimike ndahen në reaksione të lidhjes, zbërthimit, zëvendësimit dhe shkëmbimit.

Si rezultat reaksionet e përbëra nga dy ose më shumë substanca (të ndërlikuara ose të thjeshta) formohet një substancë e re. Në përgjithësi, ekuacioni për një reaksion të tillë kimik do të duket si ky:

Për shembull:

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 = 2 FeCl 3

Reaksionet e komponimit janë në shumicën e rasteve ekzotermike, d.m.th. vazhdoni me lëshimin e nxehtësisë. Nëse në reaksion përfshihen substanca të thjeshta, atëherë reaksione të tilla janë më së shpeshti reaksionet redoks (ORR), d.m.th. ndodhin me ndryshime në gjendjet e oksidimit të elementeve. Është e pamundur të thuhet pa mëdyshje nëse reagimi i një përbërjeje midis substancave komplekse do të klasifikohet si ORR.

Reaksionet që rezultojnë në formimin e disa substancave të tjera të reja (komplekse ose të thjeshta) nga një substancë komplekse klasifikohen si reaksionet e dekompozimit. Në përgjithësi, ekuacioni për reaksionin kimik të dekompozimit do të duket si ky:

Për shembull:

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)

Shumica e reaksioneve të dekompozimit ndodhin kur nxehen (1,4,5). Zbërthimi i mundshëm nën ndikimin e rrymës elektrike (2). Zbërthimi i hidrateve kristalore, acideve, bazave dhe kripërave të acideve që përmbajnë oksigjen (1, 3, 4, 5, 7) ndodh pa ndryshuar gjendjet e oksidimit të elementeve, d.m.th. këto reaksione nuk janë të lidhura me ODD. Reaksionet e dekompozimit ORR përfshijnë dekompozimin e oksideve, acideve dhe kripërave të formuara nga elementë në gjendje më të lartë oksidimi (6).

Reaksionet e dekompozimit gjenden gjithashtu në kiminë organike, por me emra të tjerë - plasaritje (8), dehidrogjenim (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)

Në reaksionet e zëvendësimit një substancë e thjeshtë ndërvepron me një substancë komplekse, duke formuar një substancë të re të thjeshtë dhe një të re komplekse. Në përgjithësi, ekuacioni për një reaksion zëvendësimi kimik do të duket si ky:

Për shembull:

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)

Shumica e reaksioneve të zëvendësimit janë redoks (1 – 4, 7). Shembujt e reaksioneve të dekompozimit në të cilat nuk ndodh asnjë ndryshim në gjendjet e oksidimit janë të paktë (5, 6).

Reagimet e shkëmbimit janë reaksione që ndodhin ndërmjet substancave komplekse në të cilat ato shkëmbejnë pjesët e tyre përbërëse. Zakonisht ky term përdoret për reaksionet që përfshijnë jone në tretësirën ujore. Në përgjithësi, ekuacioni për një reaksion shkëmbimi kimik do të duket si ky:

AB + CD = AD + CB

Për shembull:

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)

Reaksionet e shkëmbimit nuk janë redoks. Një rast i veçantë i këtyre reaksioneve të shkëmbimit është reaksioni i neutralizimit (reaksioni i acideve me alkalet) (2). Reaksionet e shkëmbimit vazhdojnë në drejtimin ku të paktën një nga substancat hiqet nga sfera e reaksionit në formën e një lënde të gaztë (3), një precipitati (4, 5) ose një përbërje të dobët që shpërndahet, më shpesh ujë (1, 2 ).

Klasifikimi i reaksioneve kimike sipas ndryshimeve në gjendjet e oksidimit

Në varësi të ndryshimit të gjendjeve të oksidimit të elementeve që përbëjnë reagentët dhe produktet e reaksionit, të gjitha reaksionet kimike ndahen në reaksione redoks (1, 2) dhe ato që ndodhin pa ndryshuar gjendjen e oksidimit (3, 4).

2Mg + CO 2 = 2MgO + C (1)

Mg 0 – 2e = Mg 2+ (agjent reduktues)

C 4+ + 4e = C 0 (agjent oksidues)

FeS 2 + 8HNO 3 (konc) = Fe(NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O (2)

Fe 2+ -e = Fe 3+ (agjent reduktues)

N 5+ +3e = N 2+ (agjent oksidues)

AgNO 3 +HCl = AgCl ↓ + HNO 3 (3)

Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 ↓ + H 2 O (4)

Klasifikimi i reaksioneve kimike sipas efektit termik

Në varësi të faktit nëse nxehtësia (energjia) lëshohet ose absorbohet gjatë reaksionit, të gjitha reaksionet kimike ndahen në mënyrë konvencionale në ekzotermike (1, 2) dhe endotermike (3), përkatësisht. Sasia e nxehtësisë (energjisë) e çliruar ose e absorbuar gjatë një reaksioni quhet efekt termik i reaksionit. Nëse ekuacioni tregon sasinë e nxehtësisë së çliruar ose të absorbuar, atëherë ekuacione të tilla quhen termokimike.

N 2 + 3H 2 = 2NH 3 +46,2 kJ (1)

2Mg + O 2 = 2MgO + 602,5 kJ (2)

N 2 + O 2 = 2NO - 90,4 kJ (3)

Klasifikimi i reaksioneve kimike sipas drejtimit të reaksionit

Bazuar në drejtimin e reaksionit, bëhet dallimi ndërmjet të kthyeshëm (proceset kimike, produktet e të cilave janë në gjendje të reagojnë me njëri-tjetrin në të njëjtat kushte në të cilat janë marrë për të formuar substancat fillestare) dhe të pakthyeshme (procese kimike, produktet e të cilave nuk janë në gjendje të reagojnë me njëri-tjetrin për të formuar substancat fillestare).

Për reaksionet e kthyeshme, ekuacioni në formë të përgjithshme zakonisht shkruhet si më poshtë:

A + B ↔ AB

Për shembull:

CH 3 COOH + C 2 H 5 OH ↔ H 3 COOC 2 H 5 + H 2 O

Shembuj të reaksioneve të pakthyeshme përfshijnë reagimet e mëposhtme:

2КlО 3 → 2Кl + ЗО 2

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O

Dëshmi e pakthyeshmërisë së një reaksioni mund të jetë lëshimi i një lënde të gaztë, një precipitati ose një përbërësi që shpërndahet dobët, më shpesh uji, si produkte reaksioni.

Klasifikimi i reaksioneve kimike sipas pranisë së një katalizatori

Nga ky këndvështrim dallohen reaksionet katalitike dhe jokatalitike.

Një katalizator është një substancë që përshpejton përparimin e një reaksioni kimik. Reaksionet që ndodhin me pjesëmarrjen e katalizatorëve quhen katalitike. Disa reagime nuk mund të ndodhin fare pa praninë e një katalizatori:

2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 (katalizator MnO 2)

Shpesh një nga produktet e reaksionit shërben si një katalizator që përshpejton këtë reagim (reaksionet autokatalitike):

MeO+ 2HF = MeF 2 + H 2 O, ku Me është një metal.

Shembuj të zgjidhjes së problemeve

SHEMBULL 1

Për të formuar një kompleks aktiv, është e nevojshme të kapërcehet një pengesë e caktuar energjetike, duke shpenzuar energji E A. Kjo energji është energjia e aktivizimit është një energji e tepërt, në krahasim me energjinë mesatare në një temperaturë të caktuar, që molekulat duhet të kenë në mënyrë që përplasjet e tyre të jenë efektive.

Në rastin e përgjithshëm, për reaksionin kimik A + B = C + D, kalimi nga substancat fillestare A dhe B në produktet e reaksionit C dhe D përmes gjendjes së kompleksit aktiv A + B = A¼B = C + D mund të të paraqitet skematikisht në formën e diagrameve të energjisë (Fig. 6.2).

Në mënyrë tipike, reaksionet midis substancave me lidhje të forta kovalente karakterizohen nga vlera të mëdha E A dhe vazhdojnë ngadalë, për shembull:

Vlerat e ulëta E A dhe normat shumë të larta karakterizojnë ndërveprimet jonike në tretësirat e elektrolitit. Për shembull:

Ca +2 + SO = CaSO 4.

Kjo shpjegohet me faktin se jonet me ngarkesë të kundërt tërhiqen nga njëri-tjetri dhe nuk kërkohet energji për të kapërcyer forcat refuzuese të grimcave ndërvepruese.

Ndikimi katalizator

Një ndryshim në shpejtësinë e një reaksioni nën ndikimin e shtesave të vogla të substancave të veçanta, sasia e të cilave nuk ndryshon gjatë procesit, quhet katalizë.

Substancat që ndryshojnë shpejtësinë e një reaksioni kimik quhen katalizatorë(substanca që ndryshojnë shpejtësinë e proceseve kimike në organizmat e gjallë - enzimat). Katalizatori nuk konsumohet në reaksione dhe nuk përfshihet në produktet përfundimtare.

Reaksionet kimike që ndodhin në prani të një katalizatori quhen reaksione katalitike. Ka kataliza pozitive - në prani të një katalizatori, shpejtësia e një reaksioni kimik rritet - dhe kataliza negative (frenimi) - në prani të një katalizatori (frenuesi), shpejtësia e një reaksioni kimik ngadalësohet.

1. Oksidimi i dioksidit të squfurit në prani të një katalizatori platini:

2SO 2 + O 2 = 2SO 3 – kataliza pozitive.

2. Ngadalësimi i procesit të formimit të klorurit të hidrogjenit në prani të oksigjenit:

H 2 + Cl 2 = 2HCl – kataliza negative.

Atje jane: a) kataliza homogjene - reaktantët dhe katalizatori formojnë një sistem njëfazor; b) kataliza heterogjene - reaktantët dhe katalizatori formojnë një sistem fazash të ndryshme.

Mekanizmi i veprimit të katalizatorit. Mekanizmi i veprimit të katalizatorëve pozitivë reduktohet në një ulje të energjisë së aktivizimit të reaksionit. Në këtë rast, formohet një kompleks aktiv me një nivel më të ulët të energjisë dhe shpejtësia e reaksionit kimik rritet shumë. Në Fig. Figura 6.3 tregon një diagram energjie të një reaksioni kimik që ndodh në mungesë (1) dhe në prani (2) të një katalizatori.

Nëse reaksioni i ngadaltë A + B = AB kryhet në prani të katalizatorit K, atëherë katalizatori hyn në një ndërveprim kimik me një nga substancat fillestare, duke formuar një përbërje të ndërmjetme të brishtë: A + K = AK.

Energjia e aktivizimit të këtij procesi është e ulët. Komponimi i ndërmjetëm AA është reaktiv, ai reagon me një material tjetër fillestar, dhe katalizatori lirohet dhe largohet nga zona e reaksionit:

Duke përmbledhur të dy proceset, marrim ekuacionin për një reaksion që ndodh me shpejtësi: A + B + (K) = AB + (K).

Shembull. Oksidimi i dioksidit të squfurit me pjesëmarrjen e një katalizatori NO: 2SO 2 + O 2 = 2SO 3 – reaksion i ngadaltë;

Kur futni një katalizator - NO - formohet një përbërje e ndërmjetme: 2NO + O 2 = 2NO 2.

Në katalizën heterogjene, efekti përshpejtues shoqërohet me adsorbimin. Adsorbimi është fenomeni i përthithjes së gazeve, avujve dhe substancave të tretura nga sipërfaqja e një trupi të ngurtë. Sipërfaqja e katalizatorit është heterogjene. Mbi të ka të ashtuquajturat qendra aktive, mbi të cilat ndodh adsorbimi i substancave reaguese, gjë që rrit përqendrimin e tyre.

Ekzistojnë gjithashtu substanca që rrisin efektin e katalizatorit, megjithëse ato vetë nuk janë katalizatorë. Këto substanca quhen nxitës.

EKUILIBRI KIMIK

">24. "> ">Shenjat e reaksioneve të kthyeshme dhe të pakthyeshme. Kriteret e ekuilibrit. Konstanta e ekuilibrit. Parimi i Le Chatelier.

;color:#000000;background:#ffffff">1. Reaksioni quhet;color:#000000;background:#ffffff">i kthyeshëm;color:#000000;background:#ffffff">, nëse drejtimi i tij varet nga përqendrimet e substancave që marrin pjesë në reaksion. Për shembull, N;vertical-align:sub;color:#000000;background:#ffffff">2;color:#000000;sfondi:#ffffff"> + 3H;vertical-align:sub;color:#000000;background:#ffffff">2;color:#000000;sfondi:#ffffff"> = 2NH;vertical-align:sub;color:#000000;background:#ffffff">3;color:#000000;background:#ffffff"> në një përqendrim të ulët të amoniakut në përzierjen e gazit dhe përqendrime të larta të azotit dhe hidrogjenit, formohet amoniaku; përkundrazi, në një përqendrim të lartë të amoniakut ai dekompozohet, reagimi vazhdon. në drejtim të kundërt Me përfundimin e reaksionit të kthyeshëm, t Pra, kur arrihet ekuilibri kimik, sistemi përmban si materialet fillestare ashtu edhe produktet e reaksionit.

;color:#000000;background:#ffffff">Reagime të pakthyeshme;color:#000000;background:#ffffff"> reaksionet në të cilat substancat e marra shndërrohen plotësisht në produkte reaksioni që nuk reagojnë me njëri-tjetrin në kushte të caktuara, p.sh.;background:#ffffff">, ;color:#000000;background:#ffffff">djegia;background:#ffffff"> ;color:#000000;background:#ffffff">hidrokarburet;background:#ffffff">, ;color:#000000;background:#ffffff">edukimi;color:#000000;background:#ffffff">dissociim i ulët;background:#ffffff"> ;color:#000000;background:#ffffff">përbërjet, reshjet, formimi i substancave të gazta.

"> Ekuilibri kimik"> është gjendja e sistemit në të cilin shpejtësia e reagimit përpara (" xml:lang="en-SHBA" lang="sq-SHBA">V;vertical-align:sub">1 ">) është e barabartë me shpejtësinë e reaksionit të kundërt (" xml:lang="en-SHBA" lang="sq-SHBA">V;vertical-align:sub">2 ">). Në ekuilibrin kimik, përqendrimet e substancave mbeten të pandryshuara. Ekuilibri kimik është dinamik në natyrë: reaksionet e drejtpërdrejta dhe të kundërta nuk ndalen në ekuilibër.

"> Gjendja e ekuilibrit kimik karakterizohet në mënyrë sasiore nga një konstante ekuilibri, e cila është raporti i konstanteve të drejtëz (" xml:lang="en-SHBA" lang="sq-SHBA">K;vertical-align:sub">1 ">) dhe anasjelltas ( " xml:lang="en-SHBA" lang="sq-SHBA">K Reaksionet ;vertical-align:sub">2 ">).

" xml:lang="en-SHBA" lang="en-SHBA">K = K;vertical-align:sub" xml:lang="en-SHBA" lang="sq-SHBA">1/" xml:lang="en-SHBA" lang="sq-SHBA">K;vertical-align:sub" xml:lang="en-SHBA" lang="sq-SHBA">2" xml:lang="en-SHBA" lang="en-SHBA">= ([C];vertical-align:super" xml:lang="en-SHBA" lang="en-SHBA">c" xml:lang="sq-SHBA" lang="sq-SHBA"> [D];vertical-align:super" xml:lang="en-SHBA" lang="en-SHBA">d" xml:lang="en-SHBA" lang="sq-SHBA">) / ([A];vertical-align:super" xml:lang="en-SHBA" lang="en-SHBA">a" xml:lang="en-SHBA" lang="sq-SHBA"> [B];vertical-align:super" xml:lang="en-SHBA" lang="en-SHBA">b" xml:lang="sq-SHBA" lang="sq-SHBA">)

"> Konstanta e ekuilibrit varet nga temperatura dhe natyra e substancave që reagojnë. Sa më e madhe të jetë konstanta e ekuilibrit, aq më shumë ekuilibri zhvendoset drejt formimit të produkteve të reaksionit të drejtpërdrejtë.

"> Zhvendosja në ekuilibrin kimik.

"> 1. Ndryshimi në përqendrimin e reaktantit.

1. ">Rritja e përqendrimit të burimit in-in zhvendoset djathtas
2. ">Rritja e produkteve do të zhvendosë balancën në të majtë

"> 2. Presioni (vetëm për gazrat)

1. ">Një rritje e presionit. Zhvendos ekuilibrin drejt substancave që zënë një vëllim më të vogël.
2. "> Ulja e presionit e zhvendos ekuilibrin drejt substancave që zënë një vëllim më të madh

"> 3. Temperatura.

1. "> Për rritjen ekzotermike të p-të. T zhvendoset majtas
2. "> Për endotermikët, një rritje në T zhvendoset në të djathtë.
3. Katalizatorët nuk ndikojnë në ekuilibrin kimik, por vetëm përshpejtojnë fillimin e tij

"> Parimi i Le Chatelier">nëse ushtrohet ndonjë ndikim në një sistem që është në një gjendje ekuilibri dinamik, atëherë kryesisht reagimi që ndodh është ai që parandalon këtë ndikim

" xml:lang="sq-SHBA" lang="sq-SHBA">N2+O2↔NO+ ∆H

" xml:lang="sq-SHBA" lang="sq-SHBA">→ t◦→

" xml:lang="sq-SHBA" lang="sq-SHBA">↓← ↓ t◦←

" xml:lang="sq-SHBA" lang="sq-SHBA"> ← p-

Për të formuar një kompleks aktiv, është e nevojshme të kapërcehet një pengesë e caktuar energjetike, duke shpenzuar energji E A. Kjo energji është energjia e aktivizimit është një energji e tepërt, në krahasim me energjinë mesatare në një temperaturë të caktuar, që molekulat duhet të kenë në mënyrë që përplasjet e tyre të jenë efektive.

Në rastin e përgjithshëm, për reaksionin kimik A + B = C + D, kalimi nga substancat fillestare A dhe B në produktet e reaksionit C dhe D përmes gjendjes së kompleksit aktiv A + B = A¼B = C + D mund të të paraqitet skematikisht në formën e diagrameve të energjisë (Fig. 6.2).

Vlerat e ulëta E A dhe normat shumë të larta karakterizojnë ndërveprimet jonike në tretësirat e elektrolitit. Për shembull:

Ca +2 + SO = CaSO 4.

Kjo shpjegohet me faktin se jonet me ngarkesë të kundërt tërhiqen nga njëri-tjetri dhe nuk kërkohet energji për të kapërcyer forcat refuzuese të grimcave ndërvepruese.

Ndikimi katalizator

Një ndryshim në shpejtësinë e një reaksioni nën ndikimin e shtesave të vogla të substancave të veçanta, sasia e të cilave nuk ndryshon gjatë procesit, quhet katalizë.

Substancat që ndryshojnë shpejtësinë e një reaksioni kimik quhen katalizatorë(substanca që ndryshojnë shpejtësinë e proceseve kimike në organizmat e gjallë - enzimat). Katalizatori nuk konsumohet në reaksione dhe nuk përfshihet në produktet përfundimtare.

Reaksionet kimike që ndodhin në prani të një katalizatori quhen reaksione katalitike. Ka kataliza pozitive - në prani të një katalizatori, shpejtësia e një reaksioni kimik rritet - dhe kataliza negative (frenimi) - në prani të një katalizatori (frenuesi), shpejtësia e një reaksioni kimik ngadalësohet.

1. Oksidimi i dioksidit të squfurit në prani të një katalizatori platini:

2SO 2 + O 2 = 2SO 3 – kataliza pozitive.

2. Ngadalësimi i procesit të formimit të klorurit të hidrogjenit në prani të oksigjenit:

H 2 + Cl 2 = 2HCl – kataliza negative.

Atje jane: a) kataliza homogjene - reaktantët dhe katalizatori formojnë një sistem njëfazor; b) kataliza heterogjene - reaktantët dhe katalizatori formojnë një sistem fazash të ndryshme.

Mekanizmi i veprimit të katalizatorit. Mekanizmi i veprimit të katalizatorëve pozitivë reduktohet në një ulje të energjisë së aktivizimit të reaksionit. Në këtë rast, formohet një kompleks aktiv me një nivel më të ulët të energjisë dhe shpejtësia e reaksionit kimik rritet shumë. Në Fig. Figura 6.3 tregon një diagram energjie të një reaksioni kimik që ndodh në mungesë (1) dhe në prani (2) të një katalizatori.

Nëse reaksioni i ngadaltë A + B = AB kryhet në prani të katalizatorit K, atëherë katalizatori hyn në një ndërveprim kimik me një nga substancat fillestare, duke formuar një përbërje të ndërmjetme të brishtë: A + K = AK.

Energjia e aktivizimit të këtij procesi është e ulët. Komponimi i ndërmjetëm AA është reaktiv, ai reagon me një material tjetër fillestar, dhe katalizatori lirohet dhe largohet nga zona e reaksionit:

Duke përmbledhur të dy proceset, marrim ekuacionin për një reaksion që ndodh me shpejtësi: A + B + (K) = AB + (K).

Shembull. Oksidimi i dioksidit të squfurit me pjesëmarrjen e një katalizatori NO: 2SO 2 + O 2 = 2SO 3 – reaksion i ngadaltë;

Kur futni një katalizator - NO - formohet një përbërje e ndërmjetme: 2NO + O 2 = 2NO 2.

Në katalizën heterogjene, efekti përshpejtues shoqërohet me adsorbimin. Adsorbimi është fenomeni i përthithjes së gazeve, avujve dhe substancave të tretura nga sipërfaqja e një trupi të ngurtë. Sipërfaqja e katalizatorit është heterogjene. Mbi të ka të ashtuquajturat qendra aktive, mbi të cilat ndodh adsorbimi i substancave reaguese, gjë që rrit përqendrimin e tyre.

Disa substanca zvogëlojnë ose shkatërrojnë plotësisht aktivitetin e një katalizatori të ngurtë - helmet katalitike (këto përfshijnë komponime të plumbit, arsenikut, merkurit, komponimeve cianide). Katalizatorët e platinit janë veçanërisht të ndjeshëm ndaj helmeve katalitike.

Ekzistojnë gjithashtu substanca që rrisin efektin e katalizatorit, megjithëse ato vetë nuk janë katalizatorë. Këto substanca quhen nxitës.

EKUILIBRI KIMIK

©2015-2019 faqe
Të gjitha të drejtat u përkasin autorëve të tyre. Kjo faqe nuk pretendon autorësinë, por ofron përdorim falas.
Data e krijimit të faqes: 2016-03-24