Скорость химической реакции. Влияние природы реагирующих веществ, площади поверхности на скорость реакции.

1,Природа реагирующих веществ
а) 2Na+2H2O=2NaOH+H2
б) 2K+2H2O=2KOH+H2 Скорость реакции" б" больше чем "а", так как калий активнее натрия.
2.Концентрация. Чем выше концентрация, тем больше скорость реакции, Эта зависимость выражается законом действующих масс.
Например, сера горит в чистом кислороде и на воздухе. СКОРОСТЬ ГОРЕНИЯ СЕРЫ В КИСЛОРОДЕ В 5 раз больше, чем на воздухе.
3. Температура
Зависимость скорости от температуры описывается правилом Вант Гоффа.
При повышении температуры на каждые 10 градусов, скорость реакции увеличивается в 2-4 раза.
4. Катализатор - вещество, изменяющее скорость реакции. Он может как увеличивать скорость реакции так и уменьшать (такой катализатор называется ингибитором). Зако́н де́йствующих масс устанавливает соотношение между массамиреагирующих веществ в химических реакциях при равновесии, а также зависимость скорости химической реакции от концентрации исходных веществ.

17. Зависимость скорости химических реакций от концентрации реагирующих веществ. Закон действующих масс. 1,Природа реагирующих веществ
а) 2Na+2H2O=2NaOH+H2
б) 2K+2H2O=2KOH+H2 Скорость реакции" б" больше чем "а", так как калий активнее натрия.
2.Концентрация. Чем выше концентрация, тем больше скорость реакции, Эта зависимость выражается законом действующих масс.
Например, сера горит в чистом кислороде и на воздухе. СКОРОСТЬ ГОРЕНИЯ СЕРЫ В КИСЛОРОДЕ В 5 раз больше, чем на воздухе.
3. Температура
Зависимость скорости от температуры описывается правилом Вант Гоффа.
При повышении температуры на каждые 10 градусов, скорость реакции увеличивается в 2-4 раза.
4. Катализатор - вещество, изменяющее скорость реакции. Он может как увеличивать скорость реакции так и уменьшать (такой катализатор называется ингибитором). Зако́н де́йствующих масс устанавливает соотношение между массами реагирующих веществ в химических реакциях при равновесии, а также зависимость скорости химической реакции от концентрации исходных веществ.

18. Влияние температуры на скорость химических процессов. Правило Вант – Гоффа. Правило Вант-Гоффа — эмпирическое правило, позволяющее в первом приближении оценить влияние температуры на скорость химической реакции в небольшом температурном интервале (обычно от 0 °C до 100 °C). Я. Х. Вант-Гофф на основании множества экспериментов сформулировал следующее правило: повышении температуры на каждые 10 градусов константа скорости гомогенной элементарной реакции увеличивается в два—четыре раза. Уравнение, которое описывает это правило, следующее: — температурный коэффициент реакции (если он равен 2, например, то скорость реакции будет увеличиваться в 2 раза при повышении температуры на 10 градусов). Правило Вант-Гоффа применимо только для реакций с энергией активации 60-120 кДж/моль в температурном диапазоне 10-400 oC. Правилу Вант-Гоффа также не подчиняются реакции, в которых принимают участие громоздкие молекулы, например, белки в биологических системах. Температурную зависимость скорости реакции более корректно описывает уравнение Аррениуса.

19. Катализ и катализаторы. Катализаторы положительные и отрицательные, условия их действия. Ката́лиз — избирательное ускорение одного из возможных термодинамически разрешенных направлений химической реакции под действием катализатора(ов), который многократно вступает в промежуточное химическое взаимодействие с участниками реакции и восстанавливает свой химический состав после каждого цикла промежуточных химических взаимодействий Катализа́тор — химическое вещество, ускоряющее реакцию, но не входящее в состав продуктов реакции. Положительные катализаторы ускоряют химические реакции путем замены одностадийного процесса, требующего большой энергии активации, на многостадийный, в каждой последовательной стадии которого требуется меньшая энергия активации. Следовательно, основное действие ускоряющих катализаторов направлено на снижение энергии активации химического превращения. Поскольку катализаторы не ускоряют диффузионные процессы, они применяются для процессов, идущих лишь в кинетической области. Отрицательные катализаторы замедляют реакции, связывая активные промежуточные молекулы или радикалы, препятствуя протеканию процесса с меньшей энергией активации, например уменьшение скорости разложения пероксида водорода ЬЬОг в присутствии незначительных количеств (0 0001 мае. Отрицательный катализ нередко называют инги-бированием, а отрицательные катализаторы - ингибиторами. Отрицательные катализаторы - это, например, спирт и глицерин в растворе сульфита натрия Na2SO3, замедляющие окисление Na2SO3 в Na2SO4 кислородом воздуха

20. Ферменты, их роль при производстве и хранении пищевых продуктов. Ферментами, или энзимами, называют сложные биологические катализаторы белковой природы, изменяющие скорость химической реакции. Ферменты играют очень важную роль в пищевой промышленности, в отдельных случаях осуществляя или помогая осуществить многие технологические процессы, в других — затрудняя их проведение. Достаточно напомнить, что превращение исходного сырья в готовые продукты в таких отраслях пищевой промышленности, как виноделие, пивоварение, производство спирта, хлебопечение, сыроделие, производство ряда кисломолочных продуктов, осуществляется при непосредственном участии ферментов. Ферменты имеют большую молекулярную массу: от 10 000 до 1 000 000. Молекула фермента может состоять только из белка или из белковой и небелковой частей. Последняя получила название кофактора или простетической группы. Белковая часть молекулы фермента может быть построена из одной или нескольких полипептидных цепей, образующих сложные комплексы. Кофакторы имеют небольшую молекулярную массу и являются активной группой фермента. Ими могут быть производные витаминов, нуклеотидов или ионы металлов. Одни и те же кофакторы могут быть прочно связаны с белком или образовывать легко диссоциирующие комплексы. Одни и те же кофакторы могут входить в состав молекул разных ферментов.

 

21. Химическое равновесие. Обратимые и необратимые реакции. Константа равновесия, ее физический смысл.ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ – состояние химической системы, при котором возможны реакции, идущие с равными скоростями в противоположных направлениях. При химическом равновесии концентрации реагентов, температура и другие параметры системы не изменяются со временем. Необратимые и обратимые реакции. Реакции, которые протекают только в одном направлении и завершаются полным превращением исходных реагирующих веществ в конечные вещества, называются необратимыми.Примером такой реакции может служить разложение хлората калия (бертолетовой соли) при нагревании: 2KClO 3 = 2KCl + 3O 2 ↑ Константа равновесия — величина, определяющая для данной химической реакции соотношение между термодинамическими активностями (либо, в зависимости от условий протекания реакции, парциальными давлениями, концентрациями) исходных веществ и продуктов в состоянии химического равновесия (в соответствии с законом действующих масс). Зная константу равновесия реакции, можно рассчитать равновесный состав реагирующей смеси, предельный выход продуктов, определить направление протекания реакции

22. Принцип Ле – Шателье. Влияние температуры, давления и концентрации на смещение химического равновесия. При́нцип Ле Шателье́ — Бра́уна (1884 г.) — если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-либо из условий равновесия (температура, давление, концентрация, внешнее электромагнитное поле), то в системе усиливаются процессы, направленные на компенсацию внешнего воздействия. Влияние изменения давления имеет смысл, если в исследуемом процессе принимают участие газообразные компоненты и при этом имеет место изменение общего числа молекул. Если общее число молекул в системе остается постоянным, то изменение давления не влияет на ее равновесие. Изменение температуры системы влияет не только на смещение ее равновесия, но также и на константу равновесия К.Если равновесной системе, при постоянном давлении, сообщать дополнительную теплоту, то равновесие сместится в сторону поглощения теплоты.

23. Растворы, общая характеристика, способы выражения концентраций. Механизм растворения. Сольватная (гидратная) теория растворов Д.И. Менделеева.. Растворы – термодинамически устойчивые системы переменного состава, состоят не менее чем из двух компонентов и продуктов их взаимодействия. Это дисперсные системы, состоящие из дисперсной фазы и дисперсионной среды. Процесс растворения нельзя рассматривать как простое механическое распределение одного вещества в другом. При растворении происходит физико-химические взаимодействия растворенного вещества с молекулами растворителя. Процесс растворения часто сопровождается поглощением или выделением тепла. Это свидетельствует о том, что частицы растворенного вещества образуют с молекулами растворителя химические соединения. Эти соединения называют сольватами, а процесс их образования сольватацией. В случае когда растворитель Н2О гидратами и гидратацией. "Рассуждения о соединении спирта с водой". В то время большинство ученых придерживалось мнения, что растворы представляют собой механические системы. В противовес этим представлениям Менделеев создал химическую, или, как он её называл, гидратную, теорию водных растворов. Он исследовал сжатие водно-спиртовых растворов в зависимости от их состава и объяснил это явление взаимодействием спирта с водой. Менделеев пришёл к выводу, что в растворе "ассоциированы частицы растворителя и его непрочно диссоциированного соединения с растворённым телом". В растворе при обычной температуре происходит образование и разрушение ассоциатов (соединений) частиц растворителя - гидратов - с частицами растворённого вещества.
Гидратная теория Менделеева стала одной из основ теории растворов и сыграла существенную роль в становлении электрохимии. Его работы по химии растворов считаются классическими. Менделеев сочетал химическую и физическую точки зрения в своей теории растворов.

24. Растворимость газов в жидкостях, зависимость от температуры и давления. Использование теории растворов при приготовлении, хранении газированных напитков. При растворении газа в жидкости происходит значительное уменьшение объема системы. Поэтому повы–шение давления согласно принципу Ле Шателье долж–но приводить к смещению равновесия вправо, т. е. к увеличению растворимости газа. Если газ малораст–ворим в данной жидкости и давление невелико, то растворимость газа пропорциональна его давлению. Эта зависимость выражается законом Генри (1803г.): количество газа, растворенного при данной температуре в определенном объеме жидкости, при равновесии прямо пропорционально давлению газа. Согласно теории растворов, растворение - процесс обратимый и экзотермичный. Кроме того, при растворении газ сжимается: его объём уменьшается более чем в 1000 раз. Согласно принципу Ле-Шателье, растворению газов способствует повышение давления и уменьшение температуры. Так и хранят газ. напитки. Чтобы убедиться, открой на жаре бутылку нагретой минералки с газом! А задача решается по формуле р = СRT

25. Растворимость жидкостей, её виды. РАСТВОРИМОСТЬ ЖИДКОСТЕЙ - степень взаимной растворимости жидкостей. Некоторые жидкостимогут неограниченно растворяться в других жидкостях, т. е. смешиваются друг с другом в любых пропорциях,напр., спирт и вода. Др. взаимно растворяются лишь до определенного предела (напр., при взбалтыванииэфира с водой образуется 2 слоя: верхний — насыщенный раствор воды в эфире, а нижний — насыщенныйраствор эфира в воде).

26. Растворимость в двухслойных жидкостях. Экстракция, её практическое применение в технологических процессах. В последнем случае образуются двухслойные системы, как, например, система анилин - вода: верхний слой - насыщенный раствор анилина в воде и нижний слой - насыщенный раствор воды в анилине. С повышением температуры обычно взаимная растворимость жидкостей увеличивается, и при некоторой температуре обе жидкости смешиваются в любых соотношениях, поверхность раздела между ними исчезает. Такая температура называется критической температурой растворения. Критическая температура растворения для системы анилин - вода равна 167 С: начиная с нее, обе жидкости смешиваются во всех отношениях.Экстра́кция — способ извлечения вещества из раствора или сухой смеси с помощью подходящего растворителя (экстраге́нта). Для извлечения из смеси применяются растворители, не смешивающиеся с этой смесью. Практическая экстракция проводится в: экстракционной колонне, смесителе-отстойнике, центробежном экстракторе

Растворитель подбирается отдельно к каждой обработке, в зависимости от компонентов входящего раствора. В зависимости от выбора растворителя и его количества, необходимого для качественного массообмена, для достижения желаемых результатов обработки, часто возникает необходимость проводить несколько этапов экстракции. В этом случае наиболее эффективным методом является противоточная экстракция.