Как поступить
в Онлайн-школу и получить аттестат?

Подробно расскажем о том, как перевестись на дистанционный формат обучения, как устроены онлайн-уроки и учебный процесс, как улучшить успеваемость и повысить мотивацию!

Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных

Конспект урока: Скорость химических реакций. Катализ

Химические взаимодействия

Скорость химических реакций. Катализ

План урока

  • Понятие скорости химической реакции.
  • Факторы, влияющие на скорость реакции.
  • Катализ.

Цели урока

  • Дать определение скорости химической реакции.
  • Установить зависимость скорости реакции от различных факторов.

Разминка

  • Что такое химическая реакция?
  • Приведите примеры известных Вам химических реакций.
  • Все ли химические реакции протекают с одинаковой скоростью?

 

Все химические реакции протекают с различной скоростью. Одни происходят моментально, например, взаимодействие калия с водой с образованием гидроксида калия и водорода, а другие могут протекать годами.

 

Скорость реакции показывает то, насколько быстро образуются продукты или расходуются исходные вещества в той или иной химической реакции. В ходе химической реакции изменяется концентрация веществ и поэтому эту величину можно использовать для отслеживания скорости.


Скорость химической реакции – изменение концентрации вещества в единицу времени.


Для расчета скорости используется довольно простая формула:


υ=(С2-С1)(t2-t1),


где υ – скорость реакции (моль/л · с); 

c – концентрация вещества (реагента или продукта), измеряется в моль/л; 

t – время, за которое произошло данное изменение концентрации, измеряется в секундах.


Факторы, влияющие на скорость реакции

 

Мы рассмотрим пять факторов, которые оказывают влияние на скорость химической реакции.

 

      1. Природа реагирующих веществ

 

Этот фактор основывается на том, какие вещества вступают в химическую реакцию, так как они обладают различной активностью и, соответственно, реагировать будут с различной скоростью.

 

Например, различные металлы будут реагировать с одной и той же кислотой с разной скоростью. Так кальций быстрее будет вытеснять водород из соляной кислоты, чем цинк, потому что кальций – более активный металл.

 

Также многое зависит от природы самой кислоты. Если взять один и тот же металл, например магний и заставить его реагировать с сильной серной кислотой и со слабой уксусной кислотой при одинаковых условиях, то реакция в первом случае, конечно, будет протекать быстрее, так как в растворе сильной соляной кислоты содержится больше катионов водорода, чем в растворе слабой уксусной.

 

      2. Температура


При нагревании скорость химической реакции повышается, так как при высокой температуре молекулы движутся быстрее и сталкиваются чаще.


Ржавление железа – достаточно долгий процесс образования оксидов железа. Но если провести похожую реакцию при нагревании, то процесс пойдет более быстро.

 

Многие факторы исследовались учеными. Фактор изменения температуры тоже не был исключением. Нидерландский химик Якоб Хендрик Вант-Гофф выявил зависимость, что при повышении температуры на каждые 10 градусов скорость реакции увеличивается в 2-4 раза. На основании это был введен температурный коэффициент (γ), который применяется при расчёте изменения скорости химической реакции: 

 

ν2=ν1γt2-t110,

 

где v2 –  скорость реакции при t2

v1 –  скорость реакции приt1

γ – температурный коэффициент

t1 и t2 – температура (0С).


Правило Вант-Гоффа – это эмпирическое правило, которое позволяет спрогнозировать влияние температуры на скорость химической реакции в температурном интервале от 0 до 100 градусов цельсия.


Рассмотрим задачу для нахождения скорости реакции через температурный коэффициент.


Пример 1

 

Как изменится скорость гомогенной реакции при повышении температуры от 670 до 970 при температурном коэффициенте, равном четырём?


Дано:

 

t1 = 670С

γ = 4

t2= 97 0С

v1 = 1

 

Найти:

 

v2 – ?

 

Решение:

1. Записываем формулу: ν2=ν1γt2-t110

2. Подставляем известные данные вместо переменных:

 

ν2=1497-6710=43=64

 

 

Ответ: скорость реакции увеличится в 64 раза.


      3. Концентрация реагирующих веществ


Чем больше концентрация реагирующих веществ (чем выше давление для газов), тем больше скорость реакции.


Дело в том, что чем больше концентрация, тем больше частиц вещества находится в реакционной среде. Больше частиц, и соответственно, выше вероятность того, что частицы столкнутся и начнут взаимодействовать. 

 

      4. Площадь соприкосновения реагирующих веществ

 

Мы помним, что химические реакции бывают гетерогенные и гомогенные.

 

Гетерогенные реакции – реакции, протекающие между веществами, которые находятся в разном агрегатном состоянии. Например, между твердым веществом и жидкостью. Химическая реакция в таких случаях протекает только на границе соприкосновения веществ. 


Поэтому чем больше площадь соприкосновения реагентов в гетерогенных реакциях, тем выше скорость реакции.


      5. Наличие катализатора

 

В 1835 году шведский химик Й. Я. Берцелиус предложил термины катализ и катализатор.


Катализатор – вещество, которое при добавлении в незначительном количестве существенно изменяет скорость химической реакции, но не входит в состав продуктов.

Катализ – увеличение скорости химической реакции в присутствии катализатора.


Катализаторы могут изменять не только скорость реакции, но и ее путь, поэтому продукты одной и той же реакции, протекающей с участием катализатора и без него, могут различаться. 

 

Стоит учитывать тот факт, что в случае обратимой реакции, катализатор будет изменять скорость и прямой реакции, и обратной.

Наш организм также является средой для протекания многих каталитических реакций. Биологические катализаторы называются ферментами .

 

Катализаторы широко используются в промышленности, медицине и других сферах деятельности человека.

Мы рассмотрели понятие скорости химической реакции и формулу, используемую для расчета этой величины, а также факторы, которые на нее влияют: природа реагирующих веществ, температура, концентрация, площадь соприкосновения реагирующих веществ и наличие катализатора.


Контрольные вопросы

 

  1. Что такое скорость химической реакции?
  2. Какие факторы влияют на скорость реакции и каким образом?
  3. Определите скорость реакции А + В = С, если начальная концентрация равна 0,84 моль/л, а через 20 секунд она стала равна 0,62 моль/л.


Предыдущий урок
Основы неорганической химии
Химические взаимодействия
Следующий урок
Химические реакции
Химические взаимодействия
  • Великобритания: экономическое лидерство и политические реформы

    История

  • Речевые жанры: путевые заметки

    Русский язык

  • Металлургический комплекс

    География

Зарегистрируйся, чтобы присоединиться к обсуждению урока

Добавьте свой отзыв об уроке, войдя на платфому или зарегистрировавшись.

Отзывы об уроке:
Пока никто не оставил отзыв об этом уроке