Stopnje reakcij: teorija, enačbe, formule, primeri problemov, dejavniki
Stopnja reakcije: opredelitev, vplivni dejavniki in formule ter primeri popolnih problemov
Koncept učenja kemije je koncept, ki je tesno povezan z vsakdanjim življenjem. Kemija opisuje življenje tako, da je videti bolj podrobno in raznoliko. To je tisto, zaradi česar učitelji uporabljajo koncept kemije v vsakdanjem življenju, tako da ga predstavijo v primer-preprost primer. Poleg tega se izvede tudi uvod v koncepte, ki se pogosto uporabljajo v širšem svetu. Tudi preproste navade, ki jih pogosto počnemo, ne da bi vedeli, so pojmi kemije.
En primer je v koncept hitrosti reakcije v kemiji. V kemiji je razloženo, da je hitrost reakcije sprememba količine reaktantov in produktov na enoto časa. Za to spremembo lahko rečemo, da gre za spremembo molske koncentracije (molarnosti), tako da hitrost reakcije lahko rečemo sprememba končne koncentracije (produkt reakcije) na začetno koncentracijo (reagent) na enoto časa.
Veliko konceptov hitrost reakcije s katerimi se srečujemo v vsakdanjem življenju. Zato bo ta članek podrobno razložil prednosti hitrosti reakcij v vsakdanjem življenju.

Razumevanje stopnje reakcije
Hitrost reakcije je hitrost, s katero se reaktanti (reaktanti) zmanjšujejo ali hitrost, s katero produkti (reakcije) naraščajo.. Hitrost te reakcije opisuje tudi hitrost kemijske reakcije, medtem ko je kemijska reakcija postopek spreminjanja snovi (reagenta) v novo snov, imenovano izdelek.
Nekatere kemične reakcije so hitre. Natrij, ki ga damo v vodo, bo pokazal odlično reakcijo in zelo hitro, pa tudi petarde in ognjemete, ki so prižgani. Bencin bo zgoreval hitreje kot kerozin. Vendar pa obstajajo tudi reakcije, ki potekajo počasi. Proces rjavenja železa na primer traja zelo dolgo, zato je hitrost reakcije počasna.
Hitrost kemijske reakcije se izrazi s hitrostjo reakcije. Pri proučevanju hitrosti reakcije se uporablja koncentracija na enoto časa, ki se izrazi z molarnostjo. Kaj pomeni molarnost? Oglejte si naslednji opis.
Molarnost kot koncentracijska enota v reakcijski hitrosti
Molarnost navaja število molov snovi v 1 L raztopine, tako da je molarnost označena z M in je formulirana na naslednji način.
M = n / V
Informacije:
n = število molov v molih ali mmol
V = prostornina v L ali ml
Prednosti reakcijske stopnje
v vsakdanjem življenju
S preučevanjem hitrosti reakcije lahko ugotovimo, da lahko reakcija poteka glede na več dejavnikov, na primer površino. Če vemo, da površina vpliva na hitrost reakcije, bomo pred obdelavo zagotovo zmanjšali površino snovi.
- Nekaj primerov uporabe hitrosti reakcij v vsakdanjem življenju :
- Matere doma ali trgovci z arašidovo kašo najprej narežejo rjavi sladkor, ki ga bodo dodali arašidovi kaši.
- Vaščani so hlode razrezali na več kosov, preden so jih postavili v kamin.
- Prodajalci gado-gado, lontong in pecel ocvrte arašide najprej zmeljejo, preden jih zmešajo z drugimi sestavinami.
- Pri izdelavi papirja se surovina za izdelavo papirja najprej zmelje za izdelavo papirne kaše. Da se površina kontaktnega območja razširi, tako da zmes postane homogena in reakcija poteka popolnoma.
- Surovine se pogosto kopajo, na voljo v obliki grobih zrn. Da bi pospešili nadaljnjo obdelavo, se zrnca zdrobijo do drobnosti.
- Pri pripravi kruha lahko dodamo kvas, ki deluje kot katalizator za pospešitev hitrosti reakcije.
Faktor reakcijske hitrosti
Dejavniki, ki vplivajo na to, vključujejo:
1. Koncentracija reaktanta
Večja kot je koncentracija reaktantov, več je števila reaktantnih delcev, ki trčijo, zato večja je pogostost trkov in hitrost. Na primer, pri korozijski reakciji železa v zraku je stopnja korozijske reakcije železa večja v zraku z večjo vlažnostjo (visoka koncentracija H2O reaktantov).
2. Temperatura
Tudi temperatura vpliva na hitrost reakcije. Če se temperatura v reakciji, ki se odvija, poveča, se delci pogosteje premikajo, tako da se trki pojavljajo pogosteje, kar povzroči povečanje hitrosti reakcije. Če pa je temperatura znižana, so delci manj aktivni, zato bo hitrost reakcije manjša.
3. Pritisk
Številne reakcije vključujejo reaktante v plinastem stanju. Na hitrost takega reagenta vpliva tudi tlak. Povečanje tlaka z zmanjšanjem prostornine bo povečalo koncentracijo in s tem povečalo hitrost reakcije.
4. Prisotnost katalizatorja
Katalizator je snov, ki pospeši hitrost kemijske reakcije pri določeni temperaturi, ne da bi jo sama reakcija spremenila ali porabila. Katalizator ima vlogo pri reakciji, ne pa kot reaktant ali produkt. Katalizator omogoča hitrejšo reakcijo ali omogoča reakcijo pri nižji temperaturi zaradi sprememb, ki jih povzroči v reaktantih. Katalizator zagotavlja prednostno pot z nižjo aktivacijsko energijo. Katalizator je zmanjšal energijo, potrebno za reakcijo.
5. Dotaknite se površine
Površina dotika ima zelo pomembno vlogo pri hitrosti reakcije, ker je površina večja območje stika med delci, več trkov se zgodi, zaradi česar se hitrost reakcije poveča hitro.
Podobno, manjša kot je površina kontaktnega območja, manjši so trki med delci, zato bo hitrost reakcije manjša. Vplivajo tudi značilnosti kosov, ki so reagirali, in sicer ko so kosi drobnejši, hitrejši je čas, potreben za reakcijo; medtem ko je čip bolj grob, dlje bo trajalo, da se odzove.
Formula hitrosti reakcije
Hitrost kemičnih reakcij ni le teorija, ampak jo je mogoče matematično oblikovati za lažje učenje. Pri kemični reakciji: A → B se hitrost spremembe snovi A v snov B določi na podlagi količine reagirajoče snovi A ali količine snovi B, ki nastane na enoto časa. Ko se reaktant (A) zmanjša, se produkt (B) poveča. Upoštevajte diagram spremembe koncentracije reaktantov in produktov na sliki 3.

Na podlagi slike lahko formulo za hitrost reakcije določimo kot:
a. - zmanjšanje količine reagenta (koncentracije reagenta) na enoto časa, ali
b. povečanje števila izdelkov (koncentracija proizvoda) na enoto časa, ali
Kaj pa bolj zapletene reakcije, na primer: pA + qB → rC.
Za tak odziv potem:

V tej primerjavi znaka + ali - ni treba pisati, ker prikazuje samo naravo spremembe koncentracije. Ker je vrednost dt za vsakega enaka, razmerje med hitrostmi reakcije ustreza razmerju koncentracij. Po drugi strani je koncentracija neposredno sorazmerna z moli in prav tako sorazmerna z reakcijskim koeficientom, tako da razmerje med hitrostmi reakcije ustreza razmerju med reakcijskimi koeficienti. Primerjavo lahko zapišemo na naslednji način.
rA: rB: rC = p: q: r
EKSPERIMENTALNI ČASOPIS REAKCIJSKE STOPNJE IN RAZPRAVE
ORODJE IN MATERIALI
> ORODJE
1. | epruveta | (6 kosov) |
2. | stojalo za epruvete | (1 kos) |
3. | štoparica | (1 kos) |
4. | hvs papir | (1 list) |
5. | 100 ml čaša | (2 kosa) |
6. | vodna kopel | (1 kos) |
7. | termometer | (1 kos) |
8. | kapljico pipete | (2 kosa) |
9. | balanceahaus | (1 kos) |
10. | posoda za merjenje | (1 kos) |
11. | pest in malta | (1 kos) |
12. | lopatico | (1 kos) |
13. | petrijevko | (1 kos) |
14. | objemka za les | (1 kos) |
15. | marker | (1 kos) |
SESTAVINA | ||
1. | magnezijev trak | (4 kosov vsak 0,5 cm) |
2. | 0,1 m HCl | (15 ml) |
3. | HCl 0,5M | (1 ml) |
4. | HCl 1M | (1 ml) |
5. | HCl 2M | (1 ml) |
6. | HCl 3M | (1 ml) |
7. | Na2S2O3 | (15 ml) |
8. | 0,1M NaCl | (4 kapljice) |
9. | FeCl3 0,1M | (4 kapljice) |
10. | H2O2 | (15 ml) |
11. | Marmor v prahu | (1 gram) |
12. | Marmor Bulk | (1 gram) |
- METODA DELA
Poskus 1.
|
Preskus 2
|
4 | vnesite termometer. v čašo za merjenje začetne temperature suhu Na2S2O3 |
temperatura 29oc |
5 | Dodamo 0,1M HCl. v merilno skodelico kar 15 ml |
brez reakcije |
6 | V čašo, ki vsebuje, vlijemo HCl. 0,1M Na2S2O3, ki je na označenem papirju |
Sprememba barve je mlečno bela in raztopina diši |
7 | segrej Na2S2O3 in HCl po 15 ml. v vodni kopeli do temperature (60,50,40)oc |
Raztopina postane vroča, ker se temperatura po segrevanju poveča |
8 | vlijemo HCl in. Na2S2O3 hkrati v kozarec čaše na papirju, ki je bil označen |
Raztopina postane mlečno bela, dokler oznaka X ni vidna. Pri temperaturi: 60oC = 52s 50oC = 107s 40oC = 122s |
Preskus 3
|
Preskus 4
|
2 | V 3 epruvete po 5 ml vlijemo H2O2 | Brez reakcije |
3 | - Cev 1 kot nadzor. - Dodana je cev 2 FeCl3 kar 4 kapljice - Dodana je cev 3 NaCl 4 kapljice |
- Tuba 1 ne pride do reakcije. - Tuba 2 je sprva tvorila 2 plasti temno rjave in bistre, izstopil je dim, prekuhal, na steni cevi je nastala para, cev je bila vroča, barva je postala enotna, ki je bila svetlo rjava. - Tube 3 mehurčki v velikem številu. |
- ANALIZA PODATKOV
A. Faktor koncentracije na hitrost reakcije.
Reakcija: Mg (s) + 2HCl (vod.) ————– MgCl2(vodno) + H2 (g) |
B. Faktor temperature na reakciji
Na2S2O3 (aq) + HCl (aq) ————— SO2 (g) + S (s) + 2NaCl (aq) + H2O |
C. Vpliv površine na hitrost reakcije
CaCO3 (s) + 2HCl (vod.) ————– CaCl2 (s) + H2O (vod.) + CO2 (g) |
D. Vpliv katalizatorja na hitrost reakcije
2 H2O2 (vodni) _ NaCl - 2H2O (l) + 02 (g) |
- DISKUSIJA
V tem praktiku so bili izvedeni poskusi s hitrostjo reakcije. Na hitrost reakcije vplivajo štirje dejavniki, vključno s koncentracijo, temperaturo, površino in katalizatorjem.
V prvem poskusu so vpliv koncentracije na hitrost reakcije opazili z reagiranjem magnezijevih (Mg) pasov s HCl z različnimi koncentracijami. v epruveti 1 je 0,5M HCl, v epruveti 2 je 1M HCl, v epruveti 3 je 2M HCl in v epruveti 4 je 3M HCl. v epruveti 1 je hitrost reakcije zelo počasna, to je 234 s, v drugi epruveti je hitrost reakcije precej hitra 104 s, v cevi 3 hitrost reakcije poteka hitro, in sicer 28 s, v cevi 4 pa hitrost reakcije, tj. 11s.
Dokazano je, da večja kot je koncentracija HCl, hitrejša je hitrost reakcije. to dokazuje, da koncentracija vpliva na hitrost reakcije. Če je koncentracija snovi večja, bo reakcijska hitrost hitrejša in obratno, manjša je koncentracija snovi, potem bo reakcijska hitrost počasnejša. Raztopina z visoko koncentracijo bo bolj koncentrirana in bo vsebovala bolj goste delce, tako da bo pogosteje trčila. Na podlagi izvedenih poskusov je razvidno, da so naša opažanja v skladu s teorijo hitrosti reakcije, in sicer večja je koncentracija raztopine, hitrejša je hitrost reakcije pojavijo.
V drugem poskusu je bil izveden poskus o vplivu temperature na hitrost reakcije. mešanje hcl z Na2S2O3 ki se razlikujejo, in sicer pri sobni temperaturi 29oC in temperatura po segrevanju je pri temperaturi (40, 50, 60) oC. v času Na2S2O3 ob 29 oC, traja dolgo časa, da raztopina postane mlečno bela, kar je 170 let. ko se temperatura poviša na 40 oC zahtevani čas je krajši, in sicer 122s. nato se temperatura znova poviša na 50 oC zahtevani čas je še krajši, in sicer 107 s. in na koncu dvignemo temperaturo na 60 oPotreben čas C je zelo kratek, in sicer 52s.
To se zgodi, ker ima temperatura vlogo pri vplivanju na hitrost reakcije, ko se temperatura, ki se odvija v reakciji, ki se zgodi, poveča, Zaradi tega se delci aktivneje premikajo, tako da se pogosteje pojavljajo trki, poveča se hitrost reakcije hitro. Po drugi strani pa so delci ob znižanju temperature manj aktivni, zato je reakcijska hitrost počasnejša. To je v skladu s teorijo hitrosti reakcije, in sicer višja je temperatura, hitrejša je hitrost reakcije, ki se pojavi.
V tretjem poskusu je bil izveden poskus o vplivu površine na hitrost reakcije. na podlagi poskusa reagira 1 gram prašnega marmorja s 5 ml 2M HCl reagira hitreje kot 1 g marmornatih kosov, reagiranih s 5 ml HCl 2M. teoretično trden prah običajno povzroči hitrejšo reakcijo kot prah kepe trdne snovi z enako maso, ker imajo trdne snovi v prahu večjo površino.
Snov bo reagirala le, če se snovi pomešajo in pride do trka. Do trka pride med trki s površino kontaktnega območja vsake molekule. Manjša kot je velikost delcev snovi, večja je površina snovi. Torej, manjša kot je velikost delcev snovi, hitrejša bo reakcija. To je v skladu s konceptom hitrosti reakcije, in sicer večja je površina, hitrejša je hitrost reakcije.
V zadnjem poskusu opazovanje katalizatorja v hitrosti reakcije. Katalizator je snov, ki pospeši hitrost reakcije pri določeni temperaturi, ne da bi pri tem prišlo do spremembe same reakcije. Katalizator ima vlogo pri reakciji, ne pa kot reaktant ali produkt. V našem poskusu smo uporabili dva različna katalizatorja, in sicer Nac in FeCl.3. Uporabljene so bile tri epruvete, prva epruveta s 5 ml H2O2 je bila uporabljena kot neobdelana kontrola. v drugi epruveti, ki je 5 ml H2O2 in dodal 4 kapljice NaCl, nato so se mehurčki oblikovali v velikih količinah in niso spremenili barve.
v tretji epruveti, ki vsebuje 5 ml H2O2 ki mu nato dodamo 4 kapljice FeCl3 Reakcija poteka počasi, najprej nastaneta dve plasti, in sicer temno rjava in bistra, nato iz nje izhaja dim izhlapi, raztopina zavre in površina epruvete postane vroča, barva raztopine se začne mešati in nastane barva, in sicer rjava mlad. Iz opažanj je razvidno, da je katalizator, primeren za H2O2, FeCl3. to se lahko zgodi zaradi narave katalizatorjev, kot so encimi, ki delujejo samo na nekatere spojine. Naša opažanja so v skladu s konceptom hitrosti reakcije, in sicer da lahko katalizator vpliva na hitrost reakcije.
Enačba reakcijske stopnje
Na splošno lahko hitrost reakcije izrazimo s formulo:

Informacije:
v = hitrost reakcije
k = konstanta hitrosti reakcije (vrednost je odvisna od vrste reaktanta, temperature in katalizatorja)
x = vrstni red ali hitrost reakcije z reaktantom A
y = vrstni red ali hitrost reakcije na reaktant B
x + y = vrstni red ali skupna / celotna hitrost reakcije
Vrednost k se bo spremenila, če se spremeni temperatura. Povišanje temperature in uporaba katalizatorjev bo na splošno povečalo vrednost k.
Naročilo za reakcijo
“ V vrstnem redu reakcije je navedena velikost učinka koncentracije reaktantov na hitrost reakcije. ”
- Ničelni vrstni red.
Reakcija naj bi bila ničelnega reda glede na enega od reaktantov, če je sprememba koncentracije tega reaktanta ne vpliva hitrost reakcije. Pomen, pod pogojem, da je prisoten v določeni količini; Sprememba koncentracije reaktantov ne vpliva na hitrost reakcije.
Velikost hitrosti reakcije samo na katerega vpliva velikost konstante reakcijske hitrosti (k).

- Naročilo za reakcijo eno.
Reakcija naj bi bila prvega reda glede na enega od reaktantov, če je hitrost reakcije neposredno sorazmerna s koncentracijo reaktantov.
Če je koncentracija reaktantov potrojil potem bo hitrost reakcije 31 ali 3-krat večji kot.

- Reakcijski vrstni red dva.
Reakcija naj bi bila drugega reda glede na enega od reaktantov, če je hitrost reakcije je moč dveh koncentracije reaktanta.
Če je koncentracija reaktantov potrojil, potem bo hitrost reakcije 32ali 9-krat večji kot.

Teorija trkov
- Snov lahko reagira z drugo snovjo, če delci trčijo med seboj. Trk, ki se zgodi, bo ustvaril energijo za začetek reakcije.
- Do trka pride, ker se delci snovi vedno premikajo v nepravilni smeri.
- Trki med reakcijskimi delci ne povzročijo vedno reakcije. Le trk, ki proizvede dovolj energije in pravo smer trka, lahko povzroči reakcijo. Takšen trk se imenuje učinkovito trčenje.
Hitrost reakcije je torej odvisna od treh stvari:
- Pogostost udarcev
- Energija reaktantnih delcev
- Smer udarca.
- Imenuje se najmanjša energija, ki jo morajo imeti reakcijski delci za učinkovito trčenje aktivacijska energija ali aktivacijska energija (Ea).
- Vse reakcije, bodisi eksotermne ali endotermne, zahtevajo ea. Reakcija, ki lahko poteka pri nizkih temperaturah, pomeni, da ima nizek Ea. Nasprotno pa reakcija, ki lahko poteka pri visoki temperaturi, pomeni, da ima visoko Ea.
- Ea se razlaga kot pregradna energija ( pregrado ) med reaktanti in produkti. Reaktante je treba potiskati skozi energetsko pregrado, da se lahko spremenijo v izdelke.

Primer reakcijske hitrosti Soal
V reakciji za tvorbo plina SO3 po reakciji: 2SO2 (g) + O2 (g) → 2SO3 (g), tako da dobimo naslednje podatke.

Določite:
a. Stopnja povečanja SO3
b. SO2 stopnja izčrpavanja
c. O2 stopnja izčrpavanja
Rešitev:
Je znan :
Reakcijska enačba: 2SO2 (g) + O2 (g) → 2SO3 (g)
Podatki o koncentraciji (v tabeli).
Na vprašanje:
a. rSO3.
b. rSO2.
c. rO2.
Odgovor:
a. [SO3] = [SO3] 3 - [SO3] 2 = 0,50 - 0,25 = 0,25 M
t = t3 - t2 = 40 - 20 = 20 s
Torej, stopnja povečanja SO3 je 1,25 x 10–2 M / s.
b. Ker je koeficient SO2 = koeficient SO3, potem:
r SO2 = - r SO3 = - 0,0125 M / s
Torej, stopnja zmanjšanja SO2 je –1,25 x 10–2 M / s
c. r O2 = - x r SO3 = - x 0,0125 = - 0,00625 M / s
Torej, Stopnja izgube O2 je - 6,25 x 10–3 M / s
To je pregled o Stopnja reakcije: opredelitev, vplivni dejavniki in formule ter primeri popolnih problemov Upamo, da je zgoraj pregledano koristno za bralce. To je vse in hvala.
Tukaj preberite tudi reference na sorodne članke:
- Raztopine za elektrolite: opredelitev, značilnosti in vrste skupaj s popolnimi primeri
- Rešitve medpomnilnika: opredelitev, funkcije in vrste skupaj s popolnimi primeri
- Solna raztopina: opredelitev, značilnosti in lastnosti skupaj s popolnimi primeri
- Osnovne rešitve: definicija, značilnosti in lastnosti ter popolni primeri
- Raztopine kislin: opredelitev, značilnosti in lastnosti skupaj s popolnimi primeri
- Opredelitev, značilnosti in lastnosti kislin, baz in soli skupaj s popolnimi primeri.
- bokeh video posnetki