Залежність швидкості реакцій від різних чинників

Зі зростанням температури швидкість реакції збільшується

Зі зменшенням концентрації реагентів швидкість реакції зменшується

Зі зростанням площі поверхні контакту реагентів швидкість реакції збільшується

Каталізатори пришвидшують хімічні реакції

Швидкість хімічної реакції залежить від природи реагентів

39 Тепловий ефект реакцій. Каталіз і каталізатори.

Тепловий ефект хімічної реакції або зміна ентальпії системи внаслідок перебігу хімічної реакції - віднесене до зміни хімічної змінної кількість теплоти, отримане системою, в якій пройшла хімічна реакція і продукти реакції взяли температуру реагентів.

Щоб тепловий ефект був величиною, яка залежить тільки від характеру протікає хімічної реакції, необхідне дотримання наступних умов:

Реакція повинна протікати або при постійному обсязі Qv (ізохорний процес), або при постійному тиску Qp (ізобарний процес).

У системі не відбувається ніякої роботи, крім можливої ​​при P = const роботи розширення.

Каталіза́тор — речовина, яка змінює швидкість хімічних реакцій, (найчастіше знижуючи її енергію активації), а сама після реакції залишається хімічно незмінною і в тій же кількості, що й до реакції.

На молекулярному рівні каталізатори вступають в реакцію в одних елементарних актах і відновлюються в інших. На практиці каталізатори зазнають змін внаслідок побічних процесів. Основними характеристиками каталізаторів є каталітична активність та селективність.

Каталізаторами можуть бути різні речовини і в різному агрегатному стані (твердому, рідкому та газоподібному). Каталізатори, що прискорюють реакції (в сотні і навіть тисячі разів) називаються позитивними. Ті ж, що уповільнюють реакції, називають негативними (інгібітор). Саме явище зміни швидкості хімічної реакції під впливом каталізатора називають каталізом, а реакції, що відбуваються під впливом каталізатора — каталітичними.

40 Хімічна рівновага. Умови її зміщення. Принцип Ле-Шательє

Хімічна рівновага

Оборотні реакції не йдуть до кінця і закінчуються встановленням хімічної рівноваги — такого стану системи реагуючих речовин, за якого швидкості прямої та зворотної реакцій однакові.

Стан хімічної рівноваги можна змістити в той або інший бік зміною зовнішніх умов: температури, тиску, концентрації речовин, що беруть участь у реакції. Ці зміни визначаються принципом динамічної рівноваги— принципом Ле Шательє: зовнішня дія на рівноважну систему зміщує рівновагу в напрямі ослаблення ефекту цієї дії.

Із принципу Ле Шательє випливає:

1) при збільшенні концентрації однієї з реагуючих речовин рівновага зміщується у бік витрачання цієї речовини, а при зменшенні концентрації — у бік її утворення;

2) зміна тиску зміщує рівновагу тільки в газових системах. Зі збільшенням тиску рівновага зміщується у бік зменшення об’єму (кількості речовини) газоподібних речовин, із зменшенням тиску — у бік збільшення об’єму (кількості речовини) газоподібних речовин. Якщо реакція проходить без зміни числа молекул (кількості речовини) газоподібних речовин, то тиск не впливає на стан рівноваги;

3) під час підвищення температури рівновага зміщується у бік перебігу ендотермічної реакції, під час зниження температури — екзотермічної реакції. 

 

Органічна хімія

1 Предмет і завдання органічної хімії. Значення її в народному господарстві, медицині. Спільні та відмінні ознаки органічних та неорганічних речовин.

Органі́чна хі́мія — один з найважливіших розділів хімії, який вивчає структуру та властивості органічних сполук. Органічними називають сполуки вуглецю з іншими елементами. Здатність вуглецю з'єднуватися з більшістю елементів і утворювати молекули різного складу і будови обумовлює різноманіття органічних сполук (до кінця XX століття їх число перевищило 10 млн, зараз більше 20 млн). Органічні сполуки відіграють ключову роль в існуванні живих організмів.

Значення органічної хімії в народному господарстві

Особливо важливу роль відіграє хімія у розвитку таких галузей промисловості, як мікроелектроніка, радіотехніка, космічна техніка, автоматика та обчислювальна техніка. Для їх розвитку необхідні матеріали з особливими властивостями, яких немає у природі: надчисті, надтверді, надпровідні, жароміцні тощо, їх дає сучасна хімія. Хімія глибоко проникла в сільське господарство: рослинництву вона дає мінеральні добрива, засоби захисту рослин від шкідників і хвороб, тваринництву—кормові добавки, лікарські препарати, засоби санітарії тощо. Широко використовує хімічні процеси харчова промисловість, особливо тоді, коли переробляється сільськогосподарська сировина (виробництво крохмалю, цукру, оцту, спирту, маргарину тощо). Величезне значення має хімія для охорони здоров'я людей.

 

 

2 Теорія хімічної будови органічних сполук О. М. Бутлерова

Теорія хімічної будови. Поняття «хімічна будова» вперше ввів О. М. Бутлеров у 1861 р. Він зауважував, що властивості речовин визначаються не тільки їхнім складом (якісним і кількісним), як вважалося раніше, а й внутрішньою структурою молекул, тобто порядком з'єднання атомів один з одним, які входять до складу молекули. Цей порядок і є хімічною будовою молекули. У поняття «хімічна будова» О. М. Бутлеров включав також характер зв'язку атомів, їхній взаємний вплив один на одного. Наприклад, водень і кисень, утворивши воду, настільки змінилися від взаємного впливу, що вода вже не має властивостей ні водню, ні кисню, хоча й містить Гідроген і Оксиген, що входили до складу відповідно водню і кисню. У молекулі фенолу С6Н5ОН бензольне ядро впливає на властивості гідроксильної групи, посилюючи її кислотність (аналогія зі спиртами).

Основними віхами в історії органічної хімії були:

Синтез органічних сполук з неорганічних (синтез сечовини Велером в 1828 році)

Розвиток індустрії барвників (друга половина ХІХ ст.)

Реакція Вюрца (утворення С-С зв'язків)

Відкриття реакцій конденсації кетонів та естерів

Реактиви Гріньяра

Відкриття ядерного магнітного резонансу, як методу аналізу

Відокремлення біохімії, супрамолекулярної хімії та інших розділів.

3 Класифікація органічних сполук. Поняття про функціональні групи. Ізомерія

Класифікація

Сучасна класифікація органічних сполук ґрунтується на наступних положеннях:

Атоми в молекулах сполучені один з одним в певній послідовності. Зміна цієї послідовності приводить до утворення нової речовини з новими властивостями.

Поєднання атомів відбувається відповідно до їх валентності. Валентності всіх атомів в молекулі взаємно насичені. Вільних валентностей у атомів в молекулах не залишається.

Властивості речовин залежать від їх «хімічної будови», тобто від порядку поєднання атомів в молекулах і характеру їх взаємного впливу. Найбільш сильно впливають атоми, безпосередньо пов'язані один з одним. Тому молекули, що мають однакові угрупування атомів, володіють подібними властивостями.

Вуглець — чотиривалентний. Кожен атом вуглецю має чотири одиниці валентності, за рахунок яких він може приєднувати до себе інші атоми або атомні групи.

Атоми вуглецю здатні з'єднуватися один з одним, утворюючи «ланцюги» атомів, або «вуглецевий скелет» молекули.

Відповідно до будови вуглецевого ланцюга всі органічні сполуки підрозділяються на три великі групи.

Сполуки з відкритим ланцюгом атомів вуглецю, звані також ациклічними сполуками або з жирного ряду, оскільки до них відносяться жири і близькі до жирів речовини. Залежно від характеру зв'язків атомів вуглецю в «ланцюгах» ці сполуки ділять на насичені, такі, що містять в молекулах тільки прості зв'язки, і ненасичені, в молекулах яких є подвійні або потрійні зв'язки між атомами вуглецю.

Сполуки із замкнутим ланцюгом атомів вуглецю, або карбоциклічні сполуки. Вони утворюють дві підгрупи:

сполуки ароматичного ряду, кільця, що характеризуються наявністю у складі їх молекули шести атомів вуглецю з особливим чергуванням простих і подвійних зв'язків; таке кільце знаходиться в молекулі бензолу і називається бензольним кільцем;

аліциклічні сполуки — карбоциклічні сполуки, які розрізняють за кількістю атомів вуглецю в циклі і за характером зв'язків між цими атомами.

Гетероциклічні сполуки. Гетероциклічними називають сполуки, кільця яких окрім атомів вуглецю містять також атоми інших елементів (кисню, азоту, сірки тощо).

При класифікації органічних сполук за основні речовини беруться речовини, що відносяться до класу вуглеводнів, тобто сполуки, що складаються тільки з вуглецю і водню. Вся решта сполук розглядається як похідні з вуглеводнів шляхом заміни в їхніх молекулах частини або всіх атомів водню іншими атомами або атомними групами.

Групи атомів, які обумовлюють загальні хімічні властивості речовин, що належать до одного і того ж класу, називаються функціональними групами.

Якщо в молекулі речовини є декілька різних функціональних груп, то така речовина називається сполукою із змішаними функціями.

Насиченими називаються вуглеводні, в молекулах яких є тільки прості (одинарні) зв'язки. Простим представником насичених вуглеводнів є метан СН4.

Ненасиченими називаються вуглеводні, в молекулах яких є подвійні або потрійні зв'язки між атомами вуглецю.