속도의 온도 계수는 동일합니다. 온도에 따른 반응 속도의 의존성

화학 반응 속도는 온도에 따라 달라지며, 온도가 증가하면 반응 속도도 증가합니다. 네덜란드 과학자 Van't Hoff는 온도가 10도 증가하면 대부분의 반응 속도가 2-4배 증가한다는 것을 보여주었습니다.

VT 2 =VT 1 *y (T2-T1)/10

여기서 VT 2 및 VT 1은 온도 T 2 및 T 1에서의 반응 속도입니다. y는 반응속도의 온도계수로, 온도가 10K 증가할 때 반응속도가 몇 배 증가하는지를 나타낸다.

1 mol/l의 반응물 농도에서 반응 속도는 속도 상수 k와 수치적으로 동일합니다. 그런 다음 방정식은 속도 상수가 공정 속도와 동일한 방식으로 온도에 따라 달라짐을 보여줍니다.

3. 할로겐화수소 방출과 함께 제거 반응의 변형을 작성하십시오..

C2H5Cl=C2H4+HCl

4번 티켓

1. "원자 질량", "분자 질량", "물질의 몰"이란 무엇이며 원자 질량 단위(amu)는 무엇입니까?

ATOMIC MASS - 원자 질량 단위(a.m.u.)로 표시되는 원자의 질량입니다. 단위당 가. e.m.은 탄소-12 동위원소 질량의 1/12로 간주됩니다.

오전 = 1/12m 12 6C = 1.66 * 10 -24

분자 질량 - 화합물의 몰 질량을 탄소-12 원자 몰 질량의 1/12로 나눈 값입니다.

MOL - 12a와 동일한 수의 입자 또는 구조 단위(원자, 이온, 분자, 라디칼, 전자, 등가물 등)를 포함하는 물질의 양. e.m. 탄소-12 동위원소.

촉매가 있을 때 반응 속도를 높이는 공식.

Ea(활성화 에너지) 값은 촉매를 사용하여 변경할 수 있습니다. 반응 과정에 참여하지만 소비되지 않는 물질을 촉매라고 합니다. 이 현상 자체를 촉매작용이라고 합니다. 촉매 존재 하에서 반응 속도의 증가는 다음 식에 의해 결정됩니다.

촉매가 반응물과 동일한 상에 있는지 또는 독립된 상을 형성하는지에 따라 균질 촉매작용 또는 불균일 촉매작용을 말합니다. 촉매 작용의 메커니즘은 동일하지 않지만 두 경우 모두 Ea의 감소로 인해 반응이 가속화됩니다. 반응 속도를 감소시키는 특정 촉매, 즉 억제제가 많이 있습니다.

어디에 촉매 공정의 매개변수가 있고, V, k, Ea는 비촉매 공정의 매개변수입니다.

산소 중에서 탄소를 함유한 무기물질의 연소반응을 적어서 산화제와 환원제, 그리고 반응 전후의 탄소의 산화상태를 나타냅니다.

C – 환원제, 산화 공정

O – 산화제, 환원 공정

티켓 번호 5

1. 원소의 "전기음성도", "원가", "산화 상태"란 무엇이며 이를 결정하는 기본 규칙은 무엇입니까?

산화 정도 - 화합물이 이온으로 구성되어 있다는 가정하에 얻은 원소 원자의 조건부 전하입니다. 양수, 음수, 0, 분수일 수 있으며 요소 기호의 오른쪽 상단 색인 형태로 "+" 또는 "-" 기호가 있는 아라비아 숫자로 표시됩니다: C 1-, O 2-, H + , Mg 2+, N 3-, N 5+, Cr 6+.

화합물(이온)의 원소의 산화 상태(s.o.)를 결정하려면 다음 규칙이 사용됩니다.

1 단순물질(H2, S8, P4) p. 영형. 0과 같습니다.

2 상수 s. 영형. 알칼리(E+) 및 알칼리 토류(E2+) 원소와 불소 P-를 가지고 있습니다.

3 대부분의 화합물에 포함된 수소는 c. 영형. H+(H2O, CH4, HC1), 수소화물 - H-(-NaH, CaH2); 와 함께. 영형. 산소는 일반적으로 과산화물(-O-O-)-1(O-)에서 -2(O2-)와 같습니다.

4 비금속의 이원 화합물에서는 음수 c. 영형. 오른쪽 요소에 할당됨).

5 대수합 p. 영형. 분자는 0, 이온과 같습니다. 전하입니다.

특정 수의 다른 원자를 부착하거나 교체하는 원자의 능력을 VALENCE라고 합니다. 원자가의 척도는 수소가 1가이고 산소가 2가인 경우 원소에 부착된 수소 또는 산소 원자의 수입니다.

태스크 번호 1. 유리 산소와의 상호 작용은 독성이 높은 이산화질소를 형성합니다. //이 반응은 생리적 조건에서 천천히 발생하고 낮은 농도에서는 세포에 대한 독성 손상에 중요한 역할을하지 않지만 병원성 효과는 급격히 증가합니다. 생산 과잉. 반응 속도가 다음과 같다면 초기 가스 혼합물의 압력이 두 배가 될 때 산화질소(II)와 산소의 상호 작용 속도가 몇 배나 증가하는지 결정하십시오. 방정식으로 설명 ?

해결책.

1. 압력을 두 배로 늘리는 것은 농도를 두 배로 늘리는 것과 같습니다( 와 함께) 그리고 . 따라서 대량 행동의 법칙에 따라 다음과 같은 상호 작용 속도가 나타납니다. 그리고

답변. 반응 속도가 8배 증가합니다.

태스크 번호 2. 공기 중 염소(매운 냄새가 나는 녹색 가스)의 농도가 25ppm을 초과하면 생명과 건강에 위험하다고 여겨지지만, 환자가 이 가스로 인한 급성 중증 중독에서 회복된 경우에는 다음과 같은 증거가 있습니다. 그러면 잔류 효과가 관찰되지 않습니다. 농도, 농도, 3) 압력 / /?

해결책.

1. 농도와 각각을 과 로 표시하면 반응 속도에 대한 표현은 다음과 같은 형식을 취합니다.

2. 농도를 3배 증가시키면 와 는 같아집니다. 따라서 반응 속도의 표현은 다음과 같은 형식을 취합니다. 1) 2)

3. 압력이 증가하면 기체 반응물의 농도도 같은 양만큼 증가하므로

4. 초기 반응 속도에 대한 반응 속도의 증가는 각각 다음 비율에 의해 결정됩니다. 1) , 2) , 3) .

답변. 반응 속도는 1) , 2) , 3) ​​배 증가합니다.

작업 번호 3. 반응의 온도 계수가 2.5인 경우 온도가 에서 으로 변할 때 출발 물질의 상호 작용 속도는 어떻게 변합니까?

해결책.

1. 온도 계수는 온도가 변할 때마다 반응 속도가 어떻게 변하는지 보여줍니다(반트 호프의 법칙).

2. 온도 변화가 다음과 같은 경우 , 사실을 고려하면 다음을 얻습니다. . 여기에서, .

3. 역로그 표를 사용하여 다음을 찾습니다.

답변. 온도가 변하면(즉, 증가하면) 속도는 67.7배 증가합니다.

문제 4번. 온도가 증가함에 따라 속도가 128배 증가한다는 것을 알고 반응 속도의 온도 계수를 계산하십시오.

해결책.

1. 온도에 대한 화학 반응 속도의 의존성은 경험적 반트호프 법칙으로 표현됩니다.

.에 대한 방정식을 풀면 다음을 찾을 수 있습니다. 그러므로 =2

답변. =2.

문제 5번. 반응 중 하나에 대해 0.00670과 0.06857의 두 가지 속도 상수가 결정되었습니다. 에서 같은 반응의 속도상수를 구하라.

해결책.

1. Arrhenius 방정식을 사용하여 두 가지 반응 속도 상수 값을 기반으로 반응의 활성화 에너지를 결정합니다. . 이 경우: 여기에서: J/mol.

2. 계산에서 속도 상수와 아레니우스 방정식을 사용하여 에서 반응 속도 상수를 계산합니다. . 이 경우 다음 사항을 고려합니다. , 우리는 다음을 얻습니다: . 따라서,

답변.

Le Chatelier의 원리를 이용한 화학 평형 상수 계산 및 평형 이동 방향 결정 .

작업 번호 6.이산화탄소는 / / 일산화탄소와 달리 / / 살아있는 유기체의 생리적 기능과 해부학 적 완전성을 침해하지 않으며 질식 효과는 흡입 공기 중 산소 비율이 감소하고 고농도가 존재하기 때문에 발생합니다. 그것은 무엇과 같습니까? 반응 평형 상수 / /: 온도에서 다음을 통해 표현됩니다. a) 반응 물질의 부분압; b) 평형 혼합물의 조성이 부피 분율로 표현된다는 것을 알고 몰 농도: , 및 , 시스템의 전체 압력은 Pa?

해결책.

1. 가스의 부분압은 전체 압력에 혼합물의 가스 부피 분율을 곱한 것과 같습니다. 따라서:

2. 이 값을 평형 상수 표현식에 대입하면 다음을 얻습니다.

3. 와 사이의 관계는 이상 기체에 대한 Mendeleev-Clapeyron 방정식을 기반으로 설정되며 등식으로 표현됩니다. , 기체 반응 생성물의 몰수와 기체 출발 물질의 몰수 사이의 차이는 어디에 있습니까? 이 반응의 경우: . 그 다음에: .

답변. 아빠. .

작업 번호 7.다음 반응에서 평형은 어느 방향으로 이동할까요?

3. ;

a) 온도가 증가함에 따라 b) 압력이 감소함에 따라 c) 수소 농도가 증가함에 따라?

해결책.

1. 시스템의 화학적 평형은 일정한 외부 매개변수(등)에 따라 설정됩니다. 이러한 매개변수가 변경되면 시스템은 평형 상태를 벗어나고 직접(오른쪽) 또는 역반응(왼쪽)이 우세하기 시작합니다. 다양한 요인이 평형 이동에 미치는 영향은 르 샤틀리에의 원리에 반영됩니다.

2. 화학 평형에 영향을 미치는 세 가지 요소 모두가 위 반응에 미치는 영향을 고려해 보겠습니다.

a) 온도가 증가함에 따라 평형은 흡열 반응 쪽으로 이동합니다. 열을 흡수하면서 일어나는 반응. 첫 번째와 세 번째 반응은 발열 반응이므로 / / 따라서 온도가 증가함에 따라 평형은 역반응 쪽으로 이동하고 두 번째 반응에서는 / / - 순방향 반응 쪽으로 이동합니다.

b) 압력이 감소함에 따라 평형은 가스 몰 수가 증가하는 방향으로 이동합니다. 더 큰 압력을 향해. 첫 번째와 세 번째 반응에서 방정식의 왼쪽과 오른쪽의 기체 몰수는 동일합니다(각각 2-2와 1-1). 그러므로 압력의 변화는 일으키지 않을 것이다시스템의 균형이 이동합니다. 2차 반응에서는 왼쪽에 4몰, 오른쪽에 2몰의 기체가 있으므로 압력이 감소함에 따라 평형은 역반응 방향으로 이동합니다.

V) 반응 성분의 농도가 증가함에 따라 평형은 소비 방향으로 이동합니다.첫 번째 반응에서는 생성물에 수소가 존재하며 농도가 증가하면 역반응이 강화되어 수소가 소비됩니다. 2차 및 3차 반응에서 수소는 출발 물질 중 하나이므로 농도가 증가하면 수소 소비와 함께 발생하는 반응 쪽으로 평형이 이동합니다.

답변.

a) 온도가 증가함에 따라 반응 1과 3의 평형은 왼쪽으로 이동하고 반응 2의 평형은 오른쪽으로 이동합니다.

b) 반응 1과 3은 압력 감소의 영향을 받지 않지만 반응 2에서는 평형이 왼쪽으로 이동합니다.

c) 반응 2와 3에서 온도가 증가하면 평형이 오른쪽으로 이동하고 반응 1에서는 왼쪽으로 이동합니다.

1.2. 상황별 과제 7~21번자료를 통합합니다(프로토콜 노트에서 수행됨).

작업 번호 8.반응속도의 온도계수를 4로 하면 온도가 에서 로 낮아지면 체내 포도당 산화속도는 어떻게 변하는가?

문제 9번.대략적인 반트호프 법칙을 이용하여 반응속도가 80배 증가하려면 온도를 얼마나 높여야 하는지 계산해 보세요. 온도 속도 계수를 3으로 설정합니다.

작업 번호 10.반응을 실질적으로 중단시키기 위해 반응 혼합물의 급속 냉각이 사용됩니다("반응 동결"). 반응의 온도 계수가 2.7일 때, 반응 혼합물을 40℃에서 ℃로 냉각할 때 반응 속도가 몇 번 변하는지 구하십시오.

작업 번호 11.일부 종양 치료에 사용되는 동위원소의 반감기는 8.1일입니다. 언제부터 환자 몸의 방사성 요오드 함량이 5배로 감소합니까?

작업 번호 12.일부 합성 호르몬(의약품)의 가수분해는 속도 상수가 0.25()인 1차 반응입니다. 2개월 후에 이 호르몬의 농도는 어떻게 변할까요?

작업 번호 13.방사성 반감기는 5600년이다. 살아있는 유기체에서는 신진 대사로 인해 일정한 양이 유지됩니다. 매머드 유적의 내용은 원본과 동일했다. 매머드가 언제 살았는지 알아볼까요?

문제 번호 14.살충제(곤충을 방제하는 데 사용되는 살충제)의 반감기는 6개월입니다. 일정량의 이 저장소에 들어가 농도 mol/l이 설정되었습니다. 살충제 농도가 mol/l 수준으로 떨어지려면 얼마나 걸리나요?

작업 번호 15.지방과 탄수화물은 450 - 500 °의 온도에서 눈에 띄는 속도로 산화되고 살아있는 유기체에서는 36 - 40 °의 온도에서 산화됩니다. 산화에 필요한 온도가 급격히 낮아지는 이유는 무엇입니까?

문제 번호 16.과산화수소는 수용액에서 산소와 물로 분해됩니다. 반응은 무기촉매(이온)와 생물유기촉매(카탈라아제 효소)에 의해 가속됩니다. 촉매가 없을 때 반응의 활성화 에너지는 75.4 kJ/mol입니다. 이온은 이를 42 kJ/mol로 감소시키고, 효소 카탈라아제는 2 kJ/mol로 감소시킵니다. 카탈라아제가 존재하고 촉매가 없을 때 반응 속도의 비율을 계산하십시오. 효소의 활성에 대해 어떤 결론을 내릴 수 있습니까? 반응은 27°C의 온도에서 일어난다.

문제 17번워키토키에 대한 페니실린 붕괴율 상수 J/mol.

1.3. 통제 질문

1. 반응 속도, 속도 상수라는 용어의 의미를 설명하십시오.

2. 화학 반응의 평균 속도와 실제 속도는 어떻게 표현됩니까?

3. 특정 시점의 화학 반응 속도에 대해서만 이야기하는 것이 왜 의미가 있습니까?

4. 가역적 및 비가역적 반응의 정의를 공식화합니다.

5. 대중 행동의 법칙을 정의하십시오. 이 법칙을 표현하는 등식에서 반응물의 성질에 대한 반응 속도의 의존성이 반영됩니까?

6. 반응속도는 온도에 따라 어떻게 달라지나요? 활성화에너지란 무엇인가? 활성 분자란 무엇입니까?

7. 균질 반응과 이질 반응의 속도는 어떤 요인에 따라 달라지나요? 예를 들다.

8. 화학반응의 순서와 분자성은 무엇인가? 어떤 경우에 일치하지 않나요?

9. 촉매라고 불리는 물질은 무엇입니까? 촉매의 가속작용 메커니즘은 무엇인가?

10. "촉매중독"의 개념은 무엇입니까? 억제제라고 불리는 물질은 무엇입니까?

11. 화학평형이란 무엇인가? 왜 동적이라고 불리는가? 평형이라고 불리는 반응물의 농도는 얼마입니까?

12. 화학평형상수란 무엇인가? 반응 물질의 성질, 농도, 온도, 압력에 따라 달라지나요? 이종 시스템에서 평형 상수에 대한 수학적 표기법의 특징은 무엇입니까?

13. 약물의 약동학은 무엇입니까?

14. 체내에서 약물과 함께 발생하는 과정은 다양한 약동학적 매개변수를 통해 정량적으로 특성화됩니다. 주요 내용을 제공하십시오.

온도 및 반응 속도

고정된 온도에서 상호작용하는 분자가 일정량의 에너지를 가지면 반응이 가능합니다. 아레니우스(Arrhenius)는 이것을 과잉 에너지라고 불렀습니다. 활성화 에너지 , 그리고 분자 자체 활성화됨.

Arrhenius 속도상수에 따르면 케이활성화 에너지 에아 Arrhenius 방정식이라는 관계로 관련되어 있습니다.

여기 ㅏ– 사전 지수 인자, 아르 자형– 보편적인 기체 상수, 티– 절대 온도.

따라서 일정한 온도에서 반응 속도는 에아. 더 에아, 활성 분자의 수가 적을수록 반응이 느리게 진행됩니다. 감소할 때 에아속도가 증가하고, 언제 에아= 0이면 반응이 즉시 발생합니다.

크기 에아반응 물질의 성질을 특성화하고 의존성으로부터 실험적으로 결정됩니다. 케이 = 에프(티). 방정식 (5.3)을 로그 형식으로 작성하고 이를 두 온도의 상수에 대해 풀면 다음을 찾을 수 있습니다. 에아:

γ는 화학 반응 속도의 온도 계수입니다. Van't Hoff의 법칙은 적용이 제한적입니다. γ의 값은 온도와 영역 외부에 따라 달라지기 때문입니다. 에아= 50–100 kJ ∙ mol –1 이 규칙은 전혀 적용되지 않습니다.

그림에서. 5.4 초기 생성물을 활성 상태(A*는 활성화된 복합체)로 전환하는 데 소비된 에너지가 최종 생성물로 전환되는 동안 다시 완전히 또는 부분적으로 방출되는 것을 볼 수 있습니다. 초기 제품과 최종 제품 간의 에너지 차이에 따라 Δ가 결정됩니다. 시간활성화 에너지에 의존하지 않는 반응.

따라서 시스템은 초기 상태에서 최종 상태로 가는 과정에서 에너지 장벽을 극복해야 합니다. 충돌 순간에 다음과 같은 필요한 초과 에너지를 갖는 활성 분자만 에아, 이 장벽을 극복하고 화학적 상호 작용을 시작할 수 있습니다. 온도가 증가함에 따라 반응 매질의 활성 분자 비율이 증가합니다.

사전 지수 요인ㅏ총 충돌 횟수를 나타냅니다. 단순 분자와의 반응용 ㅏ이론적 충돌 크기에 가깝습니다. 지, 즉. ㅏ = 지, 가스의 운동 이론으로부터 계산됩니다. 복잡한 분자의 경우 ㅏ ≠ 지그러므로 입체적 인자를 도입할 필요가 있다. 피:

여기 지– 모든 충돌 횟수 피– 공간적으로 유리한 충돌의 비율(0에서 까지의 값을 가짐) – 활성, 즉 에너지적으로 유리한 충돌의 비율.

속도 상수의 차원은 관계식으로부터 구해집니다.

식(5.3)을 분석하여 우리는 반응을 가속화할 수 있는 두 가지 근본적인 가능성이 있다는 결론에 도달했습니다.
a) 온도 상승,
b) 활성화 에너지 감소.

"화학 동역학. 온도 및 반응 속도" 주제에 대한 문제 및 테스트

• 화학 반응의 속도. 촉매 - 화학 반응 분류 및 발생 패턴, 8~9등급

  수업: 5 과제: 8 시험: 1

문제 336.
150°C에서는 일부 반응이 16분 안에 완료됩니다. 반응 속도의 온도 계수를 2.5와 동일하게 사용하여 이 반응이 수행되면 몇 시간 후에 종료되는지 계산하십시오. a) 20 0℃; b) 80°C에서.
해결책:
반트 호프의 법칙에 따르면 온도에 대한 속도의 의존성은 다음 방정식으로 표현됩니다.

v t 및 k t - 온도 t°C에서의 반응 속도 및 속도 상수; v(t + 10)와 k(t + 10)는 온도(t + 10 0 C)에서 동일한 값입니다. - 반응 속도의 온도 계수. 대부분의 반응에 대한 값은 2 – 4 범위에 있습니다.

a) 주어진 온도에서 화학 반응의 속도가 발생 기간에 반비례한다는 점을 고려하여 문제 설명에 제공된 데이터를 Van't Hoff의 규칙을 정량적으로 표현하는 공식으로 대체하여 다음을 얻습니다.

b) 이 반응은 온도가 감소함에 따라 진행되므로 주어진 온도에서 이 반응의 속도는 발생 기간에 정비례합니다. 문제 설명에 제공된 데이터를 van'을 정량적으로 표현하는 공식으로 대체합니다. t 호프 규칙에 따르면 다음을 얻습니다.

답변: a) 200℃에서 t2 = 9.8초; b) 80℃에서 t3 = 162시간 1분 16초.

문제 337.
반응 속도 상수의 값은 다음과 같이 변경됩니까? a) 한 촉매를 다른 촉매로 교체할 때; b) 반응 물질의 농도가 변하는 경우는 언제입니까?
해결책:
반응 속도 상수는 반응 물질의 성질, 온도, 촉매의 존재 여부에 따라 달라지는 값이며, 반응 물질의 농도에는 좌우되지 않습니다. 반응물의 농도가 1(1 mol/l)과 같은 경우의 반응 속도와 같을 수 있습니다.

a) 한 촉매를 다른 촉매로 교체하면 특정 화학 반응 속도가 변경되거나 증가합니다. 촉매를 사용하면 화학반응의 속도가 증가하고 그에 따라 반응속도상수의 값도 증가한다. 반응 속도 상수 값의 변화는 하나의 촉매를 다른 촉매로 교체할 때 발생하며, 이로 인해 원래 촉매와 관련하여 이 반응 속도가 증가하거나 감소합니다.

b) 반응물의 농도가 변하면 반응속도 값은 변하지만 반응속도상수 값은 변하지 않습니다.

문제 338.
반응의 열 효과는 활성화 에너지에 따라 달라지나요? 대답을 정당화하십시오.
해결책:
반응의 열 효과는 시스템의 초기 및 최종 상태에만 의존하며 공정의 중간 단계에는 의존하지 않습니다. 활성화 에너지는 물질 분자가 충돌하여 새로운 물질을 형성하기 위해 가져야 하는 과잉 에너지입니다. 활성화 에너지는 온도를 높이거나 낮추거나 그에 따라 낮추거나 높이면 변경할 수 있습니다. 촉매는 활성화 에너지를 낮추고 억제제는 이를 낮춥니다.

따라서 활성화 에너지의 변화는 반응 속도의 변화를 가져오지만 반응의 열 효과의 변화는 가져오지 않습니다. 반응의 열 효과는 일정한 값이며 주어진 반응에 대한 활성화 에너지의 변화에 ​​의존하지 않습니다. 예를 들어, 질소와 수소로부터 암모니아를 형성하는 반응은 다음과 같은 형태를 갖습니다.

이 반응은 발열 반응입니다. > 0). 반응은 반응 입자의 몰수와 기체 물질의 몰수가 감소함에 따라 진행되어 시스템을 덜 안정적인 상태에서보다 안정적인 상태로 이끌고 엔트로피가 감소하며,< 0. Данная реакция в обычных условиях не протекает (она возможна только при достаточно низких температурах). В присутствии катализатора энергия активации уменьшается, и скорость реакции возрастает. Но, как до применения катализатора, так и в присутствии его тепловой эффект реакции не изменяется, реакция имеет вид:

문제 339.
직접 반응과 역반응 중에서 직접 반응이 열을 방출하면 활성화 에너지가 더 큰 반응은 무엇입니까?
해결책:
정반응과 역반응의 활성화 에너지 차이는 열 효과와 같습니다. H = E a(rev.) - E a(rev.) . 이 반응은 열 방출과 함께 발생합니다. 발열성이다,< 0 Исходя из этого, энергия активации прямой реакции имеет меньшее значение, чем энергия активации обратной реакции:
Ea(예)< Е а(обр.) .

답변: Ea(예)< Е а(обр.) .

문제 340.
활성화 에너지가 4 kJ/mol 감소하면 298 K에서 일어나는 반응 속도는 몇 배나 증가합니까?
해결책:
활성화 에너지 감소를 Ea로 표시하고, 활성화 에너지 감소 전후의 반응 속도 상수를 각각 k와 k로 표시하겠습니다." Arrhenius 방정식을 사용하여 다음을 얻습니다.

E a - 활성화 에너지, k 및 k" - 반응 속도 상수, T - 온도(K)(298).
문제 데이터를 마지막 방정식에 대입하고 활성화 에너지를 줄 단위로 표현하여 반응 속도의 증가를 계산합니다.

답변: 5 회.

온도 증가에 따른 반응 속도의 증가는 일반적으로 반응 속도의 온도 계수로 특징지어지며, 이는 시스템의 온도가 10°C 증가할 때 주어진 반응 속도가 몇 배나 증가하는지를 나타내는 숫자입니다. 다른 반응의 온도 계수는 다릅니다. 상온에서 대부분의 반응에 대한 값은 2~4입니다.

온도 계수는 수학적으로 다음 방정식으로 표현되는 소위 "반트 호프 법칙"에 따라 결정됩니다.

V 2 /V 1 = g ( 티 2 – 티 1)/10 ,

어디 V 1과 V 2 – 온도에서의 반응 속도 티 1과 티 2 ; g는 반응의 온도 계수입니다.

예를 들어, g = 2라면, 티 2 -티 1 = 50°C V 2 /V 1 = 2 5 = 32, 즉 반응은 32배 가속되었으며 이 가속은 절대값에 전혀 의존하지 않습니다. 티 1과 티 2, 그러나 차이점이 있습니다.

활성화 에너지,화학 반응의 기본 작용에 들어가는 입자(분자, 라디칼, 이온 등)의 평균 에너지와 반응 시스템의 모든 입자의 평균 에너지 간의 차이입니다. 다양한 화학반응의 경우 E. a. 매우 다양함 - 여러 개에서 ~ 10개까지 j./mol.동일한 화학 반응에 대해 E의 값은 다음과 같습니다. 병진 운동 에너지와 내부 자유도(전자, 진동, 회전)에 따라 분자의 분포 기능 유형에 따라 달라집니다. E의 통계적 값으로서 a. 임계 에너지 또는 에너지 장벽(한 쌍의 충돌 입자가 주어진 기본 반응이 발생하기 위해 가져야 하는 최소 에너지)과 구별되어야 합니다.

아레니우스 방정식, 속도 상수의 온도 의존성 에게초등화학 반응:

여기서 A는 지수 이전 인자입니다(차원은 차원 k와 일치합니다). 에- 활성화 에너지, 일반적으로 양수를 취합니다. 가치, T-abs. 온도, k-볼츠만 상수. 주는 것이 관례이다 에분자 단위가 아닙니다. 그리고 입자수에 따라 해당 없음= 6.02*10 23 (아보가드로 상수)이고 kJ/mol로 표시됩니다. 이 경우 Arrhenius 방정식의 값은 다음과 같습니다. 케이가스 상수로 대체됨 아르 자형. 1nk 대 1의 그래프 /kT(Arrhenius 플롯) – 활성화 에너지에 의해 음의 기울기가 결정되는 직선 에그리고 긍정적으로 특성을 나타냅니다. 온도 의존성 에게.

촉매- 반응을 촉진하지만 반응 생성물의 일부는 아닌 화학 물질. 다른 시약과 달리 촉매의 양은 반응 후에도 변하지 않습니다. 반응에는 촉매가 관여한다는 것을 이해하는 것이 중요합니다. 더 빠른 반응 경로를 제공하여 촉매는 출발 물질과 반응하고 생성된 중간체는 변환을 거쳐 최종적으로 생성물과 촉매로 분리됩니다. 그런 다음 촉매는 출발 물질과 다시 반응하고 이 촉매 주기는 여러 번(최대 백만 번) 발생합니다. 원천?]가 반복됩니다.

촉매는 다음과 같이 나누어진다. 동종의그리고 이질적인. 균일 촉매는 반응 물질과 동일한 상에 있고, 불균일 촉매는 반응 물질이 위치한 상과 경계면에 의해 분리된 독립 상을 형성합니다. 전형적인 균일 촉매는 산과 염기입니다. 금속, 그 산화물 및 황화물은 불균일 촉매로 사용됩니다.

동일한 유형의 반응은 균질 촉매와 불균일 촉매 모두에서 발생할 수 있습니다. 따라서 산성 용액과 함께 고체 Al 2 O 3, TiO 2, ThO 2, 알루미노 규산염 및 산성 특성을 지닌 제올라이트가 사용됩니다. 기본 특성을 지닌 이종 촉매: CaO, BaO, MgO.

일반적으로 이종 촉매는 표면이 매우 발달하여 불활성 담체(실리카겔, 산화알루미늄, 활성탄 등) 위에 분포되어 있습니다.

각 반응 유형에 대해 특정 촉매만 효과적입니다. 이미 언급한 것 외에도 산 염기, 촉매가 있습니다 산화-환원; 이는 전이 금속 또는 그 화합물(Co +3, V 2 O 5 + MoO 3)의 존재를 특징으로 합니다. 이 경우 전이금속의 산화 상태를 변화시켜 촉매작용을 수행한다.

분산 시스템- 이는 완전히 또는 실질적으로 혼합되지 않고 서로 화학적으로 반응하지 않는 두 개 이상의 상(체)의 형성입니다. 첫 번째 물질( 분산상)가 두 번째( 분산매). 여러 상이 있는 경우 물리적으로 서로 분리(원심분리기, 분리 등)할 수 있습니다.

일반적으로 분산 시스템은 콜로이드 용액 또는 졸입니다. 분산 시스템에는 분산상이 위치하는 고체 분산 매체의 경우도 포함됩니다.

분산계의 가장 일반적인 분류는 분산매와 분산상의 응집 상태의 차이에 기초합니다. 세 가지 유형의 집합 상태를 조합하면 9가지 유형의 분산 시스템을 구별할 수 있습니다. 간결하게 하기 위해 일반적으로 분자는 분산상을 나타내고 분모는 분산 매체를 나타내는 분수로 표시됩니다. 예를 들어 "액체 내 가스" 시스템의 경우 G/L 지정이 허용됩니다.

콜로이드 솔루션. 콜로이드 상태는 입자 크기가 1~500nm인 경우 많은 물질의 특징입니다. 이들 입자의 전체 표면이 거대하다는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 입자가 직경 10nm의 공 모양이라고 가정하면 이들의 총 부피는 다음과 같습니다. 입자 1 cm 3 그들은 가질 것입니다

표면적은 약 10m2입니다. 앞서 언급한 바와 같이, 표면층은 표면 에너지와 이온을 포함한 특정 입자를 흡착하는 능력을 특징으로 합니다.

솔루션에서. 콜로이드 입자의 특징은 이온의 선택적 흡착으로 인해 표면에 전하가 존재한다는 것입니다. 콜로이드 입자는 복잡한 구조를 가지고 있습니다. 여기에는 코어, 흡착 이온, 반대 이온 및 용매가 포함됩니다. 친액성(가이드.

친동성) 콜로이드(용매가 입자 핵과 상호작용함), 다형성(소수성) 콜로이드(용매가 핵과 상호작용하지 않음)

입자. 용매는 소수성 입자의 조성물에 흡착된 이온의 용매화 껍질로만 포함되거나 친액성 부분과 친액성 부분을 가진 안정제(계면활성제)가 있는 경우에 포함됩니다.

콜로이드 입자의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

어떻게. 코어는 코어를 구성하는 원소의 흡착된 이온(이 예에서는 Ag +, HS-, Fe 3+ 이온)과 함께 전기적으로 중성인 입자 집합체로 구성되어 있음을 알 수 있습니다. 코어 외에도 콜로이드 입자에는 반대 이온과 용매 분자가 있습니다. 용매에 흡착된 이온과 반대이온이 흡착층을 형성합니다. 입자의 총 전하는 흡착 이온과 반대 이온의 전하 차이와 같습니다. 입자 주위에는 콜로이드 입자의 전하와 동일한 전하를 갖는 이온 확산층이 있습니다. 콜로이드 입자와 확산층은 전기적으로 중성인 미셀을 형성합니다.

미셀(위도에서 작은. 운모- 입자, 입자) - 콜로이드 시스템의 입자는 흡착된 이온과 용매 분자의 안정화 껍질로 둘러싸인 주어진 매질에 불용성인 매우 작은 코어로 구성됩니다. 예를 들어 황화비소 미셀의 구조는 다음과 같습니다.

((As 2 S 3) m nHS − (n-x)H + ) 엑스- xH +

미셀의 평균 크기는 10-5~10-7cm입니다.

응집- 콜로이드 용액을 용매와 젤라틴 덩어리의 두 가지 상으로 분리하거나 용해된 물질의 입자가 확대되어 용액이 두꺼워지는 현상

해교는 침전물이나 겔에 잘 흡수되는 액체 또는 첨가된 물질(이 경우 해교제라고 함)의 작용에 따라 콜로이드 침전물 또는 겔을 콜로이드 용액으로 전환하는 과정입니다(예: 지방의 해교) 담즙의 영향).
해교는 콜로이드 용액의 응고 후 해교제와 같은 특정 물질의 영향으로 겔 입자 집합체(젤리) 또는 느슨한 퇴적물을 분리하는 것입니다. 해교의 결과로 침전물(또는 겔)이 부유하게 됩니다.

솔루션,두 개 이상의 구성 요소로 구성된 단상 시스템. 응집 상태에 따라 용액은 고체, 액체, 기체일 수 있습니다.

용해도, 성분이 분산되어 분포된 다른 물질(또는 물질)과 균질한 혼합물을 형성하는 물질의 능력(솔루션 참조). 일반적으로 용매는 순수한 형태로 생성된 용액과 동일한 응집 상태로 존재하는 물질로 간주됩니다. 용해되기 전에 두 물질이 동일한 응집 상태에 있었다면 용매는 혼합물에 훨씬 더 많은 양으로 존재하는 물질로 간주됩니다.

용해도는 용매와 용질 분자의 물리적, 화학적 친화력, 용액의 균질 성분과 유사하지 않은 성분의 상호 작용의 에너지 비율에 의해 결정됩니다. 일반적으로 유사한 물리적 화합물은 서로 잘 용해됩니다. 그리고 화학. 물질의 성질(“같은 것은 같은 것에 용해된다”라는 경험적 법칙). 특히 극성 분자로 이루어진 물질과 이온 결합을 가진 물질은 잘 녹는다. 극성 용매(물, 에탄올, 액체 암모니아) 및 비극성 물질에는 잘 용해됩니다. 비극성 용매(벤젠, 이황화탄소).

주어진 물질의 용해도는 온도와 압력에 따라 달라지며 평형 이동의 일반 원리에 해당합니다(Le Chatelier-Brown 원리 참조). 주어진 조건에서 포화 용액의 농도는 주어진 용매에서 물질의 R.을 수치 적으로 결정하며라고도합니다. 용해도. 과포화 용액은 용해도에 해당하는 것보다 더 많은 양의 용해 물질을 포함합니다. 과포화 용액의 존재는 동역학에 기인합니다. 결정화의 어려움(새로운 상의 기원 참조) 난용성 물질의 용해도를 특성화하기 위해 PA 활동의 산물이 사용됩니다(이상적인 특성에 가까운 용액의 경우 용해도 산물 PR).