Kinematyka chemiczna - sprawka z chemi utp rok I
advertisement
Kinematyka chemiczna.doc (54 KB) Pobierz UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNO-PRZYRODNICZY W BYDGOSZCZY SPRAWOZDANIE Z ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Z CHEMII NR ĆWICZENIA: TEMAT: 9 Kinematyka chemiczna. Czynniki wpływające na szybkość reakcji chemicznych. GRUPA II Sem. K. Budownictwo Zespół w składzie: Data wykonania ćwiczenia: Sprawozdanie sporządził: 4 Studia niestacjonarne Joanna Rudnik Aleksandra Krause Żaneta Kraśniewska 10. 05. 2014 r. Joanna Rudnik Bydgoszcz 10. 05. 2014 r. 1.Wstęp teoretyczny Kinetyka chemiczna jest nauką zajmującą się przebiegiem reakcji chemicznych w czasie.Szybkości reakcji mogą być różne. Niektóre reakcje przebiegają gwałtownie (np. reakcje wybuchowe). Ta sama reakcja w zależności od warunków fizycznych może przebiegać z różną szybkością, np. tlen z wodorem w temp. 1100 K łączy się gwałtownie, natomiast w temperaturach niskich reakcja ta przebiega bardzo wolno (praktycznie nie zachodzi). Szybkość reakcji chemicznych jest zależna od stężenia substancji reagujących (substratów). Im stężenie to jest większe, tym większa jest szybkość reakcji, ponieważ liczba zderzeń reagujących z sobą cząsteczek jest większa. Jeśli przebieg reakcji wyrazimy ogólnym równaniem A + B → C, to szybkość reakcji zmienia się w czasie i zbliża się do zera, gdyż zmniejsza się stężenie substratów (A i B). Miarą szybkości reakcji chemicznych jest zmiana stężenia substancji reagujących w jednostce czasu, np. zmiana liczby moli substancji A lub B w jednym decymetrze sześciennym roztworu w czasie jednej sekundy lub minuty. — Szybkość reakcji można również określić przyrostem masy produktu w jednostce czasu (w danym przykładzie substancji C). CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH: 1. Wpływ temperatury Podwyższenie temperatury w znacznym stopniu zwiększa szybkość reakcji. Wpływ wzrostu temperatury na szybkość reakcji jest określony przez współczynnik temperaturowy, oznaczany zwykle symbolem a, charakteryzujący przyspieszenie reakcji przy podgrzaniu układu reagującego o 10 K w stosunku do temperatury początkowej T. Zmianę wartości stałej szybkości reakcji k od temperatury określa wzór Arrheniusa (1889): 2. Wpływ charakteru substancji reagujących Reakcje zachodzące pomiędzy kationami i anionami przebiegają bardzo szybko. Na przykład reakcja zobojętniania roztworu NaOH kwasem solnym HCl trwa ok. 10-4s. Reakcje jonowe mają bardzo małe energie aktywacji. W przypadku gdy cząsteczki nie dysocjują na jony, na szybkość reakcji korzystnie wpływa polarność (biegunowość) cząsteczek. Cząsteczki dipolowe przyciągają się silniej niż cząsteczki nie biegunowe. Reakcje zachodzą szybko, jeśli wiązania w obrębie reagujących z sobą cząsteczek nie są rozrywane. Wolno natomiast przebiegają reakcje w przypadku niszczenia tych wiązań w cząsteczkach reagujących i tworzenia nowych wiązań w cząsteczkach produktu 3. Wpływ charakteru środowiska Środowisko wywiera doniosły wpływ na szybkość reakcji. Podczas badań szybkości łączenia się trietyloaminy z jodkiem etylu stwierdzono, że proces ten przebiega w nitrobenzenie 2770 razy szybciej niż w heksanie (w tej samej temperaturze). Wpływ różnych rozpuszczalników na szybkość reakcji w wielu przypadkach polega na różnym stopniu osłabienia wiązań w reagujących cząsteczkach. Woda jako rozpuszczalnik silnie biegunowy osłabia wiązania jonowe cząsteczek biegunowych do tego stopnia, że łatwo rozpadają się one na wolne jony, między którymi zachodzą reakcje z bardzo dużą szybkością. Czasem szybkość reakcji zmienia się ze stężeniem jonów wodorowych. Tworzenie się wiązań wodorowych między cząsteczkami układu reagującego a cząsteczkami rozpuszczalnika ma również wpływ na szybkość reakcji. Zwolnienie szybkości reakcji może być spowodowane tworzeniem się trwałych solwatów. ozpuszczalnik może wykazywać również wpływ katalityczny. W jednorodnych środowiskach ciekłych i gazowych reakcje przebiegają na ogół szybko, natomiast w środowiskach stałych procesy chemiczne zachodzą bardzo wolno. 4. Wpływ katalizatorów Katalizatory są to substancje lub zespół substancji, których obecność przyspiesza lub opóźnia reakcję, a które po ukończeniu reakcji same pozostają nie zmienione. Katalizą nazywamy samo zjawisko przyspieszania lub opóźniania reakcji pod wpływem katalizatora. Inhibitorami lub katalizatorami ujemnymi nazywamy substancje hamujące szybkość reakcji chemicznych, w odróżnieniu od katalizatorów dodatnich przyspieszających reakcje. Kontaktami nazywamy katalizatory znajdujące się w stałym stanie skupienia, przyspieszające reakcje zachodzące w środowisku ciekłym lub gazowym. Autokatalizą określamy katalityczne działanie substratów lub produktów reakcji, natomiast same substancje wywołujące autokatalizę nazywamy autokatalizatorami. Przykładem autokatalizy może być hydroliza octanu etylu (estru): W reakcji tej katalizatorem są jony wodorowe dostarczane w procesie dysocjacji kwasu octowego (produktu reakcji). Katalizą jednofazową nazywamy katalizę zachodzącą w układzie, w którym wszystkie substancje wraz z katalizatorem tworzą jedną fazę (np. reakcja zachodzi między gazami, katalizatorem jest substancja gazowa). W katalizie wielofazowej katalizator stanowi inną fazę niż substancje reagujące (np. czerń platynowa przy utlenianiu amoniaku). 2.Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia było: a) Wpływ stężenia na szybkość reakcji chemicznych b) Wpływ temperatury na szybkość reakcji c) Wpływ katalizatorów na szybkość reakcji d) Wpływ pH na równowagę chemiczną 3.Wyniki badań a) Wpływ temperatury na szybkość reakcji 2 KMnO4 + 5 H2C2O4 + 3 H2SO4 = 10 CO2 + 8 H2O +2 MnSO4 + K2SO4 Próbka nr 1- czas reakcji w temp pokojowej 18 min Próbka nr 2- czas reakcji łaźni wodnej 28 s Wniosek : -wraz z wzrostem temperatury otoczenia wzrasta szybkość reakcji. b) Wpływ katalizatorów na szybkość reakcji Przebieg reakcji bez katalizatora: Zn0 + H2SO4 = ZnSO4 + 2 H° 2 KMnO4 + 3 H2SO4 + 10 H° = 2 MnSO4 + K2SO4+ 8 H2O Próbka nr 1 - czas reakcji 1,47 min Próbka nr 2 – czas reakcji około 48 godz. W obecności katalizatora reakcja przebiega następująco: Zn0 + H2SO4 = ZnSO4 + 2 H° KNO3 + 2 H° = KNO2 + H2O 5 KNO2 + 3 H2SO4 + 2 KMnO4 = 2 MnSO4 + K2SO4 + 5 KNO3 +3 H2O Wnioseki : -Udział katalizatora w tej reakcji chemicznej powoduje wzrost szybkości reakcji - katalizator pozostaje nie zmieniony c) Wpływ pH na równowagę chemiczną Próbka- 7pH zmiana roztworu na kolor żółty, miareczkowanie do zaniku barwy, Ph=1 Wniosek: Dodanie jonów OH- powoduje przesunięcie równowagi reakcji w stronę prawą, powodując zwiększenie stężenia jonów CrO4 o barwie żółtej, natomiast wprowadzenie nadmiaru kwasu powoduje wzrost stężenia jonów Cr2O7 o barwie pomarańczowej. Plik z chomika: j_rudnik Inne pliki z tego folderu: WODA W PRZEMYŚLE. ANALIZA WODY ZAROBOWEJ.doc (181 KB) Sprawozdanie - Nr 13.doc (345 KB) Analiza ilościowa . Kalorymetria.doc (211 KB) sprawozdanie chemia 10.doc (198 KB) Analiza ilościowa (miareczkowa) Oznaczanie podstawowych kationów występujących w materiałach budowlanych.doc (63 KB) Inne foldery tego chomika: Zgłoś jeśli naruszono regulamin Strona główna Aktualności Kontakt Dział Pomocy Opinie Regulamin serwisu Polityka prywatności Copyright © 2012 Chomikuj.pl sprawka z betonów utp
