В помощь студентам БНТУ - курсовые, рефераты, лабораторные !


Теория к ППК№2 (1-9)

1.Скорость хим. реак-й. Средняя и истинная скорость реакций. Скорость реакц-и. Молекулярность порядок реакц-и.

Скорость хим-кой реакц-и измеряется кол-вом в-ва, вступающего в реакцию или, образующегося в результате реакц-и в единицу времени в единице объема системы (для гомогенной реакц-и) или на единицу площади, поверхности раздела фаз (для гетерогенной реакц). Скорость гомогенной хим-кой реакц-и измеряется изменением концентрации какого-либо из реагир-щих в-в за единицу времени.v=±ΔС/Δt, где«+»относится  к  изменению концентрации  в-ва,образующегося  в результате реакц-и (ΔС>0), а «-»к изменению концентрации в-ва, вступающего в реакцию (ΔС<0). Vср=Δn/SΔτ Δn-изменение числа моль газообразных продуктов,S-поверхность,Δn=Σnнач-Σnисход

Истин.скор Vист=dC/dτ-изм конц в теч врем.

Скорость реакц-и зависит от природы реагир-щих  в-в,их конц-ции, темп-ры и от катализ-ов. В тех случаях, когда для протекания реакц-и необходимо столкновение двух реагир-щих частиц  (молекул, атомов), зависимость скорости реакц-и от конц-ций определяется законом действия масс:при постоянной темп-ре скорость   хим-кой   реакц-и   прямо   пропорциональна произведению конц-ций реагир-щих в-в  А+В2 аАВ2  v=k[A][B2]  [А] и [В2]-концентрации вступающих я реакцию в-в, а коэффициент пропорциональности k- константа скорости реакц-и, значение которого зависит от природы реагир-щих в-в.Монокулярные реак-в элементорном акте которых претерпевает превращ.1мол-ла(бинарные-2).Гораздо реже реакция осуществляется путем столкновения трех реагирующих частиц.А+2ВаАВ2 -может протекать по механизму тройных столкновений A+B+BаАВ2 в соответствии с законом действия масс, можно записать v=k[А][В][В],v=k[A][B]2

При гетерогенных реак-ях конц-ции в-в, находящихся в твердой фазе, обычно не изменяются в ходе реакции и поэтому не включаются в уравнение закона действия масс.

 

2.Зависимость скорости от концентрации реагир-щих в-в. Константа скорости реакц-и первого порядка.

Скорость реакц-и зависит от природы реагир-щих  в-в,их конц-ции, темп-ры и от катализ-ов. В тех случаях, когда для протекания реакц-и необходимо столкновение двух реагир-щих частиц  (молекул, атомов), зависимость скорости реакц-и от конц-ций определяется законом действия масс:при постоянной темп-ре скорость   хим-кой   реакц-и   прямо   пропорциональна произведению конц-ций реагир-щих в-в  А+В2 аАВ2  v=k[A][B2]  [А] и [В2]-концентрации вступающих я реакцию в-в, а коэффициент пропорциональности k- константа скорости реакц-и, значение которого зависит от природы реагир-щих в-в

nA+mBуqD|VЯ=k1CAnCBm|Vа=k2CDq

Для установл.физ.смысла k=1.Скорость хим.реак-ции оценивается чурез константу.Реакции 1 порядка A+BуC

kT=(1/τ)ln(a/a-x) - константа скорости реакции первого порядка.τ-продолжительность разложения в-ва  а-объем в-ва, выделившийся при разложении  x1 и x2 - объемы в-ва выделившийся за t при    темп-ре T1 и T2 К соответственно.

3.Правило Вант-Гоффа. Уравнение Аррениуса. Энергия активации.

Зависимость скорости реакц-и (или константы скорости реакц-и)от темп-ры может быть выражена уравнением: vt+10/vt= kt+10/kt=γ vt и kt- скорость и константа скорости реакц-и при темп-ре t°C; vt+10 и kt+10- те же величины при темп-ре t+10°С; v-темп-рный коэффициент скорости реакц-и, значение которого для большинства реакций лежит в пределах 2-4 (правило Вант-Гоффа). В общем случае, если темп-ра изменилась на Δt°С, последнее уравнение преобразуется к виду: vt+Δt/vt= kt+Δt/kt=γΔt/10

Пример γ=2,8 Δt=55С//v1/v2=2.8^55/10=287 v ув в 287 раз

скорость хим-кой реакц-и сильно возрастает при повышении темп-ры. Это связано с тем, что элементарный акт хим-кой реакц-и протекает не при всяком столкновении реагир-щих молекул: реагируют только те молекулы (активные молекулы), которые обладают достаточной энергий, чтобы разорвать или ослабить связи в исходных частицах и тем самым создать возможность образования новых молекул. Поэтому каждая реакция характеризуется определенным энергетическим барьером; для его преодоления необходима энергия активации-некоторая избыточная энергия (по сравнению со средней энергией молекул при данной темп-ре), которой должны обладать молекулы для того, чтобы их столкновение было эффективным, т. е. привело бы к образованию нового в-ва. С ростом темп-ры число активных молекул быстро увеличивается, что и приводит к резкому возрастанию скорости реакц-и.

Зависимость константы скорости реакц-и k от энергии активации (Eа, Дж/моль) выражается уравнением Аррениуса: k= Ae-Ea/RT Как следует из уравнения Аррениуеа, константа скорости реакц-и тем больше, чем меньше энергия активации.

4.Скорость химических реакций в гетерогенных системах. Катализ.++

Скорость гетерогенной хим-кой реакц-и измеряется кол-вом в-ва, вступающего в реакцию или, образующегося в результате реакц-и на единицу площади, поверхности раздела фаз(cред). Скорость гетерогенной реакц-и зависит от конц-ции и поверх-ти реаг в-в.

При гетерогенных реакциях концентрации в-в, находящихся в твердой фазе, обычно не изменяются в ходе реакц-и и поэтому не включаются в уравнение закона действия масс. Катализ-это изменение термодинамимч-х возможностей реакции(ΔrG<0)за счёт спец в-ва.

Гомогенный катализ-когда реаг-е в-ва и кат-тор нах-ся в одинаковом агрегатном сост-и

A+BКаAB/ [A+K]+BаAB+K/2SO2+O2у2SO3+H2O

Гетерогенный  катализ-когда реаг-е в-ва и кат-тор нах-ся в разных агрегатных сост-ях 2SO2+O2 ку2SO3

Скорость хим-кой реакц-и возрастает в присутствии катализатора..Действие катализатора объясняется тем, что при его участии возникают нестойкие промежуточные соединения ,распад которых приводит к образованию продуктов реакц-и. При этом энергия активации реакц-и понижается и активными становятся некоторые молекулы, энергия которых была недостаточна для осуществления реакц-и в отсутствие катализатора, В результате общее число активных молекул возрастает и скорость реакц-и увеличивается. Если применить у-е Арсениуса к обычным реакциям и с применением кат-ра то отношение скор-й

lgvкат/v=(Eакт-Eкатакт)*103/2.3RT

5.Химическое равновесие в гомогенных и гетерогенных системах. Константа равновесия и ее связь с термодинамическими функциями.

При протекании хим-кой реакц-и концентрации исходных в-в уменьшаются; в соответствии с законом действия масс это приводит к уменьшению скорости реакц-и. Если реакция обратима, те. может протекать как в прямом, так и в обратном направлениях, го с течением Времени скорость обратной реакц-и будет возрастать, так как увеличиваются концентрации, продуктов реакц-и. Когда скорости прямой и обратной реакций становятся одинаковыми, наступает состояние химического, равновесия и дальнейшего изменения конц-ций участвующих в реакц-и в-в не происходит.В случае обратимой хим-кой реакц-и А+ВуC+D зависимость скоростей прямой (vа.) и обратной (vЯ) реакций от конц-ций реагир-щих в-в выражается соотношениями:vа=kа [A][B]; vЯ= kЯ [C][D] В состоянии химического равновесия v-->=vЯ те k-->[A][В]=kЯ [C][D]  kа/kЯ=[C][D]/ [A][В]=K-константа равновесия реакц-и Концентрации, входящие в выражение константы равновесия, называются равновесными концентр-ми. Константа равновесия- постоянная при данной температуре величина, выражающая соотношение между равновесными концентр-ми продуктов реакц-и (числитель) и исходных в-в (знаменатель). Чем больше константа равновесия, тем «глубже» протекает реакция, те. тем больше выход ее продуктов. В хим-кой термодинамике доказывается, что для общего случая хим-кой реакц-и А+В+.уC+D+. справедливо аналогичное выражение для константы равновесия реакц-и: K=[C][D]+./ [A][В]+. В выражение константы равновесия гетерогенной реакц-и, как и в выражение закона действия масс, входят только концентрации в-в, находящихся в жидкой или газообразной фазе, так как концентрации твердых в-в остаются, как правило, постоянными. Катализатор не влияет на значение константы равновесия, поскольку он одинаково снижает энергию активации прямой и обратной реакций и поэтому одинаково изменяет скорости прямой и обратной реакций. Катализатор лишь ускоряет достижение равновесия, но не влияет на количественный выход продуктов реакц-и.

Aг+2Bг=Cг [A]=1моль/л[B]=2[C]=3 K=[C]/[A][B]2=3/4

6.Принцип Ле-Шателье.+

При изменении условий протекания реакц-и (тем пературы, давления, концентрации какого-либо из участвующих в реакц-и в-в) скорости прямого я обратного процессов изменяются неодинаково, и хими ческое равновесие нарушается. В результате преимущественного протекания реакц-и в одном из возможны направлений устанавливается состояние нового химического равновесия, отличающееся от исходного. Процес перехода от одного равновесного состояния к новом равновесию называется смещением химического раем весия. Направление этого смещения подчиняемся принципу ЛеШателье:Если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, оказать какое-либо воздействие, то равновесие сместится в таком направлению, что оказанное воздействие будет ослаблено.Так, повышение темп-ры приводит к смещение равновесия в направлении реакц-и, сопровождающейся поглощением теплоты, те. охлаждением системы; павышение  давления   вызывает   смещение  равновесия   направлении уменьшения общего числа молей газообразных в-в, те. в направлении, приводящем к по нижению давления; удаление из системы одного из продуктов реакц-и ведет к смещению равновесия в сторону прямой реакц-и; уменьшение концентрации одного иэ исходных в-в приводит к сдвигу равновесия в направлении обратной реакц-и.  СОг+СlгуСОС12г T-const/Pув/Vум

Протекание реакц-и в прямом направлении приводит к уменьшению общего числа молей газов, те. к уменьшению давления в системе. согласно принципу Ле Шателье, повышение давления вызывает смещение равновесия в сторону прямой реакц-и.

Константа равновесия Кт хим-кой реакции связана со стандартным изменением энергии Гиббса этой реакции    :

Δ0GT=-2,3RTlgKT при 298 К Δ0G298=-5,69RlgK298                Δ0GT кДж/моль отриц-й знак Δ0GT возможен  если lgK>0 K> 1, ”+”если lgK<0,K< 1. при “-“ значениях Δ0GT равновесие смещено ва(выход продуктов реакции велик)”+”Δ0GT равновесие смещено вЯ (выход продуктов мал). знак AG° указывает на возможность или невозможность протекания реакции только в стандартных условиях, когда все реагирующие в-ва находятся в стандартных состояниях. В общем же случае возможность или невозможность протекания реакции определяется знаком ΔG.

7. Физические химические свойства воды. Диаграмма состояния воды.

H2O-имеет угловое строение, атом O2 находится в сост. sp3-гибр-ции,валентный угол 104.30.H2O-полярные мол-лы. дипольный момент=1.84Д.Плотность H2O при переходе из тв в жидкое сост-е увел плотность(max 40C)Имеет высокую теплоёмкость С=4.18 Дж/грK.Медленно остывает и нагревается(термолегулятор).3 агр сост H2Oкр-H2Oж-H2Oг.Переход от одного агр сост в другое с одинаковым составом- фазовое равновесие.Правило фаз

C+Ф=K+2 сумма степеней свобод=числу аз больше числа компонентов на 2.K-часть с-мы которая явл-ся хим.однородным в-в и может быть выделена из сис-мы K=1однаK=2двух компон с-ма /Ф-часть с-мы обл-я определ-тью сос-ва структуры сост-я.С-число степеней свободы равновесной сис-мы которые можно произвольноменять не изменяя число фаз и их сос-вы .Для обл (AOB-тв OBC-ж COA-г Ф=1 С=3-1=2 ) (OA-тв_г OCг_ж OBт_ж Ф=2 С=3-2=1) (тчк О ТВ_ж_г Ф=3 С=0) Система-совокупность всех в-в приним-х участие в хим-ком равновесии. H2O-содержит примиси биолог-кие,химические,механические

2H2Otа2H2+O2|2H2O+FetаFeO+H2|H2O+2Naа2NaOH+H2|H2O+SO3аH2SO4|H2O+Na2Oа2NaOH|H2O+сольагидр-з

В зависимости от кол-ва хим.примисей различают времен.и пост.жёсткость Ca(HCO3)2tаCaCO3+H2O+CO2-врем

кипячение,  CaCl2,MgSO4-пост.только хим.путём

8.Законы Рауля и Вант-Гоффа для растворов неэлектролитов.

Разбавленные растворы неэлектролитов обладают рядом свойств (коллигативные свойства), количественное выражение которых зависит только от числа находящихся в растворе частиц растворенного в-ва и от количества раств-ля. Некоторые коллигативные свойства растворов используются для определений молекулярной массы растворенного в-ва. Зависимость этих свойств от концентрации выражается уравнениями:

1. Понижение давления пара раств-ля над раствором, Δр   (з а к о н Р а у л я) p1=N1p0;  Δp=po-p1=N2p0=p0n2/n1+n2   р-парциальное давление насыщенного пара раств-ля над раствором; Ро-давление насыщенного пара над чистым растворителем; N1- мольная доля раств-ля; N2-мольная доли растворенного в-ва; n1-количество раств-ля n2-количество растворенного в-ва.

2. Понижение темп-ры кристаллизации раст-ра, Δtкрист=Km К-криоскопическая  постоянная  раств-ля;  m- мо-ляльная концентрация растворенного в-ва

3. Повышение темп-ры кипения раствора,

Δtкип=Еm  Е - эбуллиоскопическая постоянная раств-ля.

4. Осмотическое давление,  Р=CмRT кПа См - молярная  концентрация;   R-8,31 Дж/(моль-1К-1); Т - температура, К.

Осмос-явл.односторонней диффузии. Закон Вантгоффа вел-на осмат давления разбавл. р-ра численно = тому давлению которое производило бы данное кол-во раствор-го в-ва находясь в газообразном сост.и занимала обьём р-ра при данной t. У-е Менделеева-Клайперона PV=mBRT/MB|P= mBRT/MBV|π=CBRT|CB=mB/MBVр-ра м/л

9.Теория электролитической диссоциации. Степень и константа диссоциации. Сильные и слабые электро-ты

При растворении в воде или других раств-лях, состоящих из полярных молекул, электролиты подвергаются электролитической диссоциации, т. е. в большей или меньшей степени распадаются на положительно и отрицательно заряженные ионы - катионы и анионы. Электролиты, диссоциирующие в растворах не полностью, называются слабыми электролитами. В их растворах устанавливается равновесие между недиссоциированными молекулами и продуктами их диссоциации- ионами.

СНзСООНуН++СНзСОO-  K=[Н+][СНзСОO-]/[СНзСООН]

Степенью диссоциации  электролита  называется отношение числа  молекул,  распавшихся  в  данном  растворе на ионы, к общему числу молекул электролита в растворе.

Для электролита АХаА++Х-, константа и степень диссоциации связаны coоотношением (закон  разбавления Оствальда): K=а2См/(1-а) Сm-моляр  конц-я электролита, моль/л. Если степень диссоциации значительно <единицы, то при приближенных вычислениях можно принять, что                                           1-а=1  Тогда К = а2См,     а =(К/Сm)1/2

При разбавлении раствора (при уменьшении концентрации электролита См) степень диссоциации электролита возрастает. Для расчетов, связанных с диссоциацией кислот удобно показателем константы диссоциации рК, который определяется соотношением рК =-lgК с возрастанием К, (увеличением силы к-ты), значение рKуменьшаетсяследовательно, чем больше рK, тем слабее кислоты. При введении в раствор слабого электролита одноименных ионов равновесие диссоциации нарушается и смещается в направлении образования недиссоциированных молекул, так что степень диссоциации электролита уменьшается. СНзСООНуH++CH3COO- сместится влево. В растворах многоосновных кислот, а также оснований, содержащих несколько гидроксильных групп, устанавливаются ступенчатые равновесия,отвечающие последовательным стадиям диссоциации. K1>>K2>>K3

Н3Р04уН++Н2Р04- //Н2Р04-уН++НР04-2//НР04-2уН++Р04-3

Электролиты,практически полностью диссоциирующие в водных раств-х,называются сильными электролитами. К сильным электролитам относятся: большинство солей,

В растворах сильных электролитов концентрация ионов довольно велика, так что силы межионного взаимодействия заметно проявляются даже при малой концентрации электролита. В результате ионы оказываются не вполне свободными в своем движении, и все Свойства электролита, зависящие от числа ионов, про являются слабее, чем следовало бы ожидать при полной диссоциации электролита на не взаимодействующие между собой ионы. Поэтому для описания состояния ионов в растворе пользуются, наряду с концентрацией ионов, их активностью. Активность иона связана с его молекулярной концентрацией в растворе:α=fCm f-коэффициент активности иона.


  Чем мыть раковину и столешницу из искусственного камня http://www.amati.by.

@reg

@support17

Сейчас 25 гостей онлайн

@(c)

Copyright © 2009-2011 Support17.com
Любое использование материалов, опубликованных на support17,
разрешается только в случае указания гиперссылки на Support17.com

@s

Родоначальницей всех приборостроительных специальностей явилась кафедра «Приборы точной механики», которая была открыта в 1961 г. на машиностроительном факультете.
В 1976 г. был организован оптико-механический факультет.