تاریخ _____________ کلاس _______________
موضوع:
مفهوم سرعت یک واکنش شیمیایی. کاتالیزورها تعادل شیمیایی
اهداف درس:
تکرار و تثبیت دانش در مورد واکنش های برگشت پذیر، تعادل شیمیایی. برای ایجاد ایده در مورد کاتالیزورها و کاتالیزور.
در طول کلاس ها
1. زمان سازماندهیدرس 2. یادگیری مطالب جدید با مفهوم «سرعت» از درس فیزیک آشنا هستید. V نمای کلیسرعت مقداری است که نشان می دهد هر مشخصه در واحد زمان چگونه تغییر می کند.سرعت یک واکنش شیمیایی مقداری است که نشان می دهد چگونه غلظت مواد اولیه یا محصولات واکنش در واحد زمان تغییر می کند. برای تخمین سرعت، باید غلظت یکی از مواد را تغییر داد.1. بیشترین علاقهنشان دهنده واکنش هایی است که در یک محیط همگن (همگن) رخ می دهد.سیستم های همگن (همگن) - گاز/گاز، مایع/مایع - واکنش ها در تمام حجم ها در حال انجام است. از نظر ریاضی، سرعت یک واکنش شیمیایی همگن را می توان با استفاده از فرمول نشان داد:2. برای یک واکنش ناهمگن، سرعت واکنش با تعداد مول موادی که در واحد زمان در واحد سطح وارد می شوند یا در نتیجه واکنش تشکیل می شوند تعیین می شود:سیستم های ناهمگن (ناهمگن). - جامد / مایع، گاز / جامد، مایع / گاز - واکنش ها در رابط رخ می دهد. به این ترتیب، سرعت یک واکنش شیمیایی نشان دهنده تغییر مقدار است مواد در واحد زمان، در واحد حجم، یا در واحد رابط. وابستگی سرعت واکنش ها به عوامل مختلف
شرایط
قانون توده های بازیگر سرعت یک واکنش شیمیایی با محصول غلظت واکنش دهنده ها نسبت مستقیم دارد. با افزایش غلظت حداقل یکی از مواد واکنش دهنده، سرعت یک واکنش شیمیایی مطابق با معادله جنبشی افزایش می یابد.معادله کلی واکنش را در نظر بگیرید: aA + bB = cC + dD، که در آن A، B، C، D - گازها، مایعاتبرای این واکنش، معادله جنبشی به شکل زیر است:
دلیل افزایش سرعت، افزایش تعداد برخورد ذرات واکنش دهنده به دلیل افزایش ذرات در واحد حجم است.
واکنش های شیمیایی در سیستم های همگن (مخلوط گازها، محلول های مایع) به دلیل برخورد ذرات انجام می شود. با این حال، هر برخورد ذرات واکنش دهنده منجر به تشکیل محصولات نمی شود. فقط ذرات با افزایش انرژی -ذرات فعال، قادر به انجام یک واکنش شیمیایی است. با افزایش دما، انرژی جنبشی ذرات افزایش می یابد و تعداد ذرات فعال افزایش می یابد، بنابراین، واکنش های شیمیایی در دمای بالاسریعتر از دمای پایین جریان می یابد. وابستگی سرعت واکنش به دما توسط قانون van't Hoff تعیین می شود:با افزایش دما برای هر 10 درجه سانتیگراد، سرعت واکنش 2-4 برابر افزایش می یابد.
قانون van't Hoff تقریبی است و فقط برای ارزیابی تقریبی اثر دما بر سرعت واکنش قابل استفاده است.
کاتالیزورها موادی هستند که سرعت یک واکنش شیمیایی را افزایش می دهند.آنها با معرف ها برهمکنش می کنند تا یک ترکیب شیمیایی میانی ایجاد کنند و در پایان واکنش آزاد می شوند.اثری که کاتالیزورها بر واکنش های شیمیایی می گذارند نامیده می شودکاتالیزور . با توجه به حالت تجمعی که کاتالیزور و واکنش دهنده ها در آن قرار دارند، باید بین:
کاتالیز همگن (کاتالیزور با مواد واکنش دهنده، به عنوان مثال، مخلوط گاز، یک سیستم همگن تشکیل می دهد).
کاتالیز ناهمگن (کاتالیزور و واکنش دهنده ها در فازهای مختلف هستند؛ کاتالیز در سطح مشترک اتفاق می افتد).
ماده ای که سرعت واکنش را کاهش می دهد
1. در میان تمام واکنش های شناخته شده، واکنش های برگشت پذیر و غیر قابل برگشت وجود دارد. هنگام مطالعه واکنش‌های تبادل یونی، شرایطی که تحت آنها تکمیل می‌شوند فهرست شده‌اند. ( ). واکنش های شناخته شده ای نیز وجود دارد که در شرایط معین کامل نمی شوند. بنابراین، به عنوان مثال، هنگامی که دی اکسید گوگرد در آب حل می شود، واکنش زیر رخ می دهد: SO 2 + اچ 2 O→ اچ 2 بنابراین 3 . اما معلوم می شود که فقط مقدار معینی از اسید سولفوریک می تواند در یک محلول آبی تشکیل شود. این به این دلیل است که اسید گوگرد شکننده است و واکنش معکوس رخ می دهد، یعنی. تجزیه به اکسید گوگرد و آب. بنابراین، این واکنش به پایان نمی رسد زیرا دو واکنش به طور همزمان رخ می دهد -سر راست (بین اکسید گوگرد و آب) ومعکوس (تجزیه اسید سولفوریک). بنابراین 2 + اچ 2 O↔ اچ 2 بنابراین 3 . واکنش‌های شیمیایی که در شرایط معین در جهت‌های متقابل پیش می‌روند نامیده می‌شوند برگشت پذیر2. چون سرعت واکنش های شیمیاییبه غلظت واکنش دهنده ها و سپس در ابتدا سرعت واکنش مستقیم بستگی دارد( υpr ) باید حداکثر باشد،و سرعت واکنش معکوس (υ arr ) برابر با صفر است. غلظت واکنش دهنده ها با گذشت زمان کاهش می یابد و غلظت محصولات واکنش افزایش می یابد. بنابراین سرعت واکنش رو به جلو کاهش و سرعت واکنش معکوس افزایش می یابد. V یک لحظه خاصزمان، سرعت واکنش های رو به جلو و معکوس برابر می شود:
در تمام واکنش‌های برگشت‌پذیر، سرعت واکنش رو به جلو کاهش می‌یابد، سرعت واکنش معکوس افزایش می‌یابد تا زمانی که هر دو سرعت برابر شوند و حالت تعادل برقرار شود:
υ
pr =
υ
arr
حالتی از سیستمی که در آن سرعت واکنش رو به جلو با سرعت واکنش معکوس برابر است نامیده می شود
تعادل شیمیایی
در حالت تعادل شیمیایی، نسبت کمی بین مواد واکنش دهنده و محصولات واکنش ثابت می ماند: چند مولکول از محصول واکنش در واحد زمان تشکیل می شود، بنابراین بسیاری از آنها تجزیه می شوند. با این حال، وضعیت تعادل شیمیایی تا زمانی که شرایط واکنش بدون تغییر باقی بماند حفظ می شود: غلظت، دما و فشار. به صورت کمی، وضعیت تعادل شیمیایی توضیح داده شده استقانون عمل توده ای
در حالت تعادل، نسبت حاصلضرب غلظت محصولات واکنش (بر حسب توان ضرایب آنها) به حاصلضرب غلظت واکنش دهنده ها (همچنین در توان ضرایب آنها) یک مقدار ثابت است، مستقل از غلظت اولیه مواد در مخلوط واکنش.
این ثابت نامیده می شودثابت تعادل
-
ک
بنابراین برای واکنش:ن 2
(D) + 3اچ 2
(G)↔
2
NH 3
(D) + 92.4 کیلوژولثابت تعادل به صورت زیر بیان می شود:υ
1
=
υ
2
υ
1
(واکنش مستقیم)
=
ک
1
[
ن
2
][
اچ
2
]
3
، جایی که
- غلظت مولی تعادل، = mol/l
υ
2
(واکنش معکوس)
=
ک
2
[
NH
3
]
2
ک
1
[
ن
2
][
اچ
2
]
3
=
ک
2
[
NH
3
]
2
ک
پ
=
ک
1
/
ک
2
= [
NH
3
]
2
/ [
ن
2
][
اچ
2
]
3
–
ثابت تعادل
.
تعادل شیمیایی به غلظت، فشار، دما بستگی دارد.
اصل
جهت اختلاط تعادلی را تعیین می کند:اگر تأثیر خارجی بر سیستمی که در تعادل است اعمال شود، تعادل در سیستم در جهت مخالف این تأثیر تغییر خواهد کرد.
1) تأثیر تمرکز
- اگر غلظت مواد اولیه افزایش یابد، تعادل به سمت تشکیل محصولات واکنش تغییر می کند.برای مثال،
ک
پ
=
ک
1
/
ک
2
= [
NH
3
]
2
/ [
ن
2
][
اچ
2
]
3
برای مثال وقتی به مخلوط واکنش اضافه می شود
نیتروژن، یعنی غلظت معرف افزایش می یابد، مخرج در عبارت K افزایش می یابد، اما از آنجایی که K ثابت است، برای تحقق این شرط، شمارنده نیز باید افزایش یابد. بنابراین، مقدار محصول واکنش در مخلوط واکنش افزایش می یابد. در این مورد، ما از تغییر در تعادل شیمیایی به سمت راست، به سمت محصول صحبت می کنیم.
بنابراین، افزایش غلظت واکنش دهنده ها (مایع یا گاز) به سمت محصولات تغییر می کند، به عنوان مثال. به سمت یک واکنش مستقیم افزایش غلظت محصولات (مایع یا گاز) تعادل را به سمت واکنش دهنده ها تغییر می دهد، یعنی. به سمت واکنش عقب
تغییر در جرم یک جامد وضعیت تعادل را تغییر نمی دهد.
2) اثر دما
افزایش دما تعادل را به سمت یک واکنش گرماگیر تغییر می دهد.آ)
ن
2
(D) + 3
اچ
2
(G)
↔
2
NH
3
(D) + 92.4 کیلوژول (گرماز - تولید گرما)
با افزایش دما، تعادل در جهت واکنش تجزیه آمونیاک تغییر خواهد کرد.
←
)
ب)
ن
2
(د) +
O
2
(G)
↔
2
نه
(G) - 180.8 کیلوژول
گرماگیر -
جذب حرارت)
با افزایش دما، تعادل در جهت واکنش تشکیل تغییر می کند
نه
(
→
)
3) تأثیر فشار (فقط برای مواد گازی)
- با افزایش فشار، تعادل به سمت تشکیل موادی که حجم کمتری را اشغال می کنند تغییر می کند.ن
2
(D) + 3
اچ
2
(G)
↔
2
NH
3
(G)
1
V
-
ن
2
3
V
-
اچ
2
2
V
–
NH
3
وقتی فشار بالا می رود (
پ
): قبل از واکنش
4
V
مواد گازی
→
پس از واکنش
2
V
مواد گازی، بنابراین، تعادل به سمت راست تغییر می کند (
→
)
با افزایش فشار مثلاً 2 برابر حجم گازها به همان تعداد بار کاهش می یابد و بنابراین غلظت تمام مواد گازی 2 برابر افزایش می یابد.
ک
پ
=
ک
1
/
ک
2
= [
NH
3
]
2
/ [
ن
2
][
اچ
2
]
3
در این صورت، عدد عبارت K 4 افزایش می یابد
بار، و مخرج 16 برابر است، یعنی. برابری شکسته خواهد شد برای بازیابی آن، غلظت باید افزایش یابد
آمونیاک
و کاهش تمرکز
نیتروژن
و
هیدروژن تعادل به سمت راست تغییر خواهد کرد.
بنابراین با افزایش فشار، تعادل به سمت کاهش حجم و با کاهش فشار به سمت افزایش حجم تغییر می کند.
تغییر فشار عملاً تأثیری بر حجم مواد جامد و مایع ندارد. غلظت آنها را تغییر نمی دهد. در نتیجه، تعادل واکنش هایی که گازها در آن شرکت نمی کنند عملاً مستقل از فشار است. !
موادی که بر روند یک واکنش شیمیایی تأثیر می گذارند
کاتالیزورها
اما هنگام استفاده از کاتالیزور، انرژی فعال سازی هر دو واکنش رو به جلو و معکوس به همان میزان کاهش می یابد و بنابراین
تعادل تغییر نمی کند
3. تلفیق مطالب مورد مطالعه
وظیفه نحوه تأثیرگذاری آن را مشخص کنید:الف) افزایش فشار؛ب) افزایش دما؛ج) افزایش غلظت اکسیژن برای تعادل سیستم: 2 CO (گرم) + O 2 (گرم) ↔ 2 CO 2 (گرم) + محلول Q: الف) تغییر فشارتعادل واکنش های مربوط به مواد گازی را تغییر می دهد (d). اجازه دهید حجم مواد گازی را قبل و بعد از واکنش با ضرایب استوکیومتری تعیین کنیم:طبق اصل لو شاتلیه،با افزایش فشار,
تعادل در حال تغییر استبه سمت تشکیل موادی که حجم کمتری را اشغال می کنند، بنابراین، تعادل به سمت راست تغییر می کند، یعنی. به سمت تشکیل CO 2
، به سمت واکنش مستقیم(→)
.
ب) طبق اصل لو شاتلیه،وقتی دما بالا می رود، تعادل تغییر می کندبه سمت یک واکنش گرماگیر (-س ) یعنی در جهت واکنش معکوس - واکنش تجزیه CO 2
(←)
از آنجا که بر قانون بقای انرژی: Q- 2 CO (g) + O 2 (g) ↔ 2 CO 2 (g) + Qv) با افزایش غلظت اکسیژنتعادل سیستم در حال تغییر استنسبت به دریافت CO 2
(→)
زیرا افزایش غلظت واکنش دهنده ها (مایع یا گاز) به سمت محصولات تغییر می کند، به عنوان مثال. به سمت یک واکنش مستقیم
4. مشق شب.
ص 14، تکلیف را به صورت جفت انجام دهیدمثال 1.
سرعت واکنش های رو به جلو و معکوس در سیستم چند بار تغییر می کند: 2 SO 2 (g) + O 2 (g) \u003d 2 SO 3 (g) اگر حجم مخلوط گاز سه برابر شود؟ تعادل سیستم به کدام سمت تغییر می کند؟راه حل.
اجازه دهید غلظت مواد واکنش دهنده را نشان دهیم: [ SO 2 ]= آ,
[O 2] = ب,
[SO3] = با.
طبق قانون عمل جرم های سرعتv
واکنش های رو به جلو و معکوس قبل از تغییر حجم:v pr = کا
2
ب v arr
=
به
1
با
2
.
پس از کاهش حجم یک سیستم همگن به ضریب سه، غلظت هر یک از واکنش دهنده ها به میزان سه برابر افزایش می یابد:بنابراین 2
] = 3
آ
، [O 2
] =
3
ب;
[
بنابراین 3
] = 3
با
. در غلظت های سرعت جدید
v’
واکنش رو به جلو و عقب:v’
و غیره
=
به
(3
آ
)
2
(3
ب) = 27
کا
2
بv’
arr
=
به
1
(3
با
)
2
= 9
به
1
با
2
از این رو:
در نتیجه، سرعت واکنش رو به جلو 27 برابر و برعکس - تنها 9 برابر افزایش یافت. تعادل سیستم به سمت آموزش تغییر کرده استبنابراین 3 . مثال 2. محاسبه کنید با افزایش دما از 30 به 70، سرعت یک واکنش در فاز گاز چند برابر افزایش می یابد. O C اگر ضریب دمایی واکنش 2 باشد.راه حل. وابستگی سرعت یک واکنش شیمیایی به دما توسط قانون تجربی Van't Hoff مطابق فرمول تعیین می شود:
بنابراین، سرعت واکنش
νT 2
در دمای 70 O با سرعت واکنش بیشتر
νT 1
در دمای 30 O ج 16 بار.مثال 3
ثابت تعادل یک سیستم همگن:CO(g) + H 2
O(g) = CO 2
(د) + H 2
(G)در 850 O C برابر است با 1. غلظت تمام مواد در حالت تعادل را محاسبه کنید اگر غلظت های اولیه عبارتند از: [CO] مرجع
\u003d 3 مول در لیتر، [N 2
O] مرجع
= 2 مول در لیتر.راه حل.
در حالت تعادل، سرعت واکنش های رو به جلو و معکوس برابر است و نسبت ثابت های این سرعت ها ثابت است و ثابت تعادل سیستم داده شده نامیده می شود:v pr =
به
1
[رویا 2
O]v arr
= ک 2
[CO 2
][N 2
]
در شرایط مسئله، غلظت های اولیه داده شده است، در حالی که در بیان
به
آر فقط غلظت تعادلی همه مواد موجود در سیستم را شامل می شود. فرض کنید در لحظه تعادل غلظت [СО 2
]
آر
=
ایکس
mol/l. با توجه به معادله سیستم، تعداد مول های هیدروژن تشکیل شده در این حالت نیز خواهد بود
ایکس
mol/l. برای همان تعداد خال (ایکس
mol/l) CO و H 2
ای برای تحصیل هزینه کرد
ایکس
مول CO 2
و اچ 2
. بنابراین، غلظت تعادل هر چهار ماده عبارتند از:[CO 2
]
آر
= [ن 2
]
آر
=
ایکس
mol/l;
[CO] آر
= (3 –
ایکس
) mol/l;[ن 2
O] آر
= (2 –
ایکس
) mol/l.با دانستن ثابت تعادل، مقدار را پیدا می کنیم
ایکس
و سپس غلظت اولیه همه مواد:
بنابراین، غلظت های تعادلی مورد نظر عبارتند از:[CO 2 ] آر = 1.2 مول در لیتر؛[ن 2 ] آر = 1.2 مول در لیتر؛[CO] آر \u003d 3 - 1.2 \u003d 1.8 مول در لیتر؛[ن 2 O] آر \u003d 2 - 1.2 \u003d 0.8 مول در لیتر.
O.I. ایوانوا، معلم شیمی، MBOU "دبیرستان ناپلنوکوتیاکسکایا" منطقه کاناشسکی جمهوری چچن
درس "عوامل موثر بر سرعت یک واکنش شیمیایی"
هدف از درس:بررسی عوامل موثر بر سرعت یک واکنش شیمیایی
وظایف:
یاد بگیرید که چه عواملی بر سرعت واکنش های شیمیایی تأثیر می گذارد
آموزش توضیح تأثیر هر عامل؛
با ایجاد یک موقعیت مشکل، فعالیت شناختی دانش آموزان را تحریک کنید.
برای تشکیل شایستگی های دانش آموزان (آموزشی-شناختی، ارتباطی، صرفه جویی در سلامت)؛
بهبود مهارت های عملی دانش آموزان
نوع درس: مسئله ای-گفتگوی.
اشکال کار:گروهی، فردی
تجهیزات و معرف ها:مجموعه ای از لوله های آزمایش، یک نگهدارنده برای لوله های آزمایش، یک سه پایه، یک چراغ روح، یک خرده، کبریت، دانه های روی، پودر روی، پودر اکسید مس، منیزیم، محلول اسید سولفوریک (محلول 10٪)، پراکسید هیدروژن، دی کرومات پتاسیم ، سولفات مس، میخ آهن، هیدروکسید سدیم، گچ.
در طول کلاس ها:
مرحله 1:
زنگ زدن:سلام بچه ها! امروز خود را به عنوان دانشمند-پژوهشگر معرفی خواهیم کرد. اما قبل از شروع یادگیری مطالب جدید، می خواهم یک آزمایش کوچک را نشان دهم. لطفاً به تابلو نگاه کنید و حدس های خود را در مورد سیر این واکنش ها بیان کنید:
الف) سولفات مس و آهن؛
ب) محلولی از سولفات مس و هیدروکسید پتاسیم
آیا این واکنش ها رخ خواهد داد؟ لطفا به تخته سیاه بروید و معادلات این واکنش ها را بنویسید.
این مثال ها را در نظر بگیرید (آزمایش توسط معلم انجام می شود).
دو لوله آزمایش روی میز وجود دارد که هر دو حاوی محلول سولفات مس هستند، اما در یک لوله آزمایش با اضافه کردن کلرید سدیم، یک گرانول آلومینیوم را در هر دو لوله آزمایش فرو می‌کنیم. ما چه می بینیم؟
مسئله:چرا در مورد دوم، ما علائم واکنش را نمی بینیم، آیا فرضیات ما اشتباه است؟
نتیجه: واکنش های شیمیایی با سرعت های متفاوتی انجام می شود. برخی از آنها به آرامی، برای ماه ها، مانند خوردگی آهن یا تخمیر (تخمیر) پیش می روند. آب انگوردر نتیجه شراب برخی دیگر مانند تخمیر الکلی گلوکز در هفته ها یا روزها کامل می شوند. برخی دیگر، مانند رسوب نمک های نامحلول، بسیار سریع پایان می یابند، و برخی فوراً ادامه می یابند، مانند انفجار.
تقریباً فوراً، خیلی سریع، واکنش‌های زیادی در آن رخ می‌دهد محلول آبی: اینها واکنش های یونی هستند که با تشکیل رسوب، گاز یا واکنش خنثی سازی همراه هستند.
حالا بیایید آنچه را که در مورد سرعت واکنش های شیمیایی می دانید به یاد بیاوریم.
درک مفهوم.تعریف، فرمول ها، واحد اندازه گیری را فهرست کنید.
مسئله:برای اینکه بتوانید سرعت یک واکنش شیمیایی را کنترل کنید چه چیزهایی باید بدانید؟ (بدانید که کدام شرایط بر سرعت تاثیر می گذارد)
نام این شرایطی که به تازگی لیست کردید چیست؟ (عوامل)
روی میزهای روبروی شما ابزار شیمیاییو معرف ها نظر شما چیست، برای چه هدفی آزمایشاتی را انجام خواهید داد؟ (به منظور بررسی تأثیر عوامل بر سرعت واکنش ها)
اکنون به موضوع درس امروز می رسیم. مطالعه عواملی است که در این درس به آن خواهیم پرداخت.
در دفترچه ها نام موضوع و تاریخ را می نویسیم.
IIصحنه:
در نظر گرفتن محتوا.
چه عواملی بر سرعت واکنش های شیمیایی تأثیر می گذارد؟
لیست دانش آموزان: دما، ماهیت واکنش دهنده ها، غلظت، سطح تماس، کاتالیزورها.
چگونه می توانند سرعت واکنش را تغییر دهند؟(دانش آموزان حدس های خود را ارائه می کنند)
معلم:تأثیر همه این عوامل بر سرعت واکنش های شیمیایی را می توان با استفاده از یک نظریه ساده - نظریه برخوردها - توضیح داد. ایده اصلی آن به شرح زیر است: واکنش‌ها زمانی رخ می‌دهند که ذرات واکنش‌دهنده‌هایی که انرژی خاصی دارند با هم برخورد کنند. از این موضوع می‌توان به نتایج زیر دست یافت:
هرچه ذرات واکنش دهنده بیشتر باشد، احتمال برخورد و واکنش آنها بیشتر است.
فقط برخوردهای مؤثر منجر به واکنش می شود، یعنی. پیوندهایی که در آنها «پیوندهای قدیمی» از بین رفته یا ضعیف شده و بنابراین پیوندهای «جدید» می توانند شکل بگیرند. اما برای این کار، ذرات باید انرژی خاصی داشته باشند.
حداقل مازاد انرژی مورد نیاز برای برخورد موثر ذرات واکنش دهنده را انرژی فعال سازی (ثبت تعریف در دفترچه یادداشت) می گویند.
بنابراین، در مسیر ورود همه ذرات به واکنش، سد معینی برابر با انرژی فعال سازی وجود دارد. اگر کوچک باشد، ذرات زیادی وجود دارند که با موفقیت بر آن غلبه می کنند. با یک مانع بزرگ انرژی، انرژی اضافی برای غلبه بر آن مورد نیاز است، گاهی اوقات یک "فشار خوب" کافی است.
به گفته لئوناردو داوینچی می پردازیم (دانشی که با تجربه آزمایش نشده است بی ثمر و پر از خطا است).
معلم: چگونه معنی این کلمات را درک می کنید؟(تئوری تست با تمرین)
بله، در واقع، هر نظریه ای باید در عمل نیز آزمایش شود. در مرحله بعد، شما خودتان باید عوامل مختلفی را در مورد سرعت واکنش ها مطالعه کنید. برای انجام این کار، با هدایت دستورالعمل های روی جداول خود، واکنش ها را انجام می دهید، یک پروتکل آزمایشی را ترسیم می کنید. پس از آن، یک دانش آموز از گروه باید به تخته سیاه برود، توضیح دهد که تأثیر کدام عامل را در نظر گرفته اید، معادلات را روی تخته سیاه بنویسید و با توجه به تئوری برخورد و تئوری فعال سازی نتیجه گیری کنید.
آموزش تلویزیون
انجام کارهای عملی به صورت گروهی
کارت 1. عوامل مؤثر بر سرعت واکنش شیمیایی:
1. ماهیت واکنش دهنده ها.
مقداری اسید سولفوریک را در دو لوله آزمایش بریزید.
2. مقدار کمی منیزیم را در یکی و یک دانه روی را در دیگری فرو کنید.
3. میزان برهمکنش فلزات مختلف را با اسید سولفوریک مقایسه کنید.
4. به نظر شما دلیل متفاوت بودن سرعت واکنش های اسیدی با این فلزات چیست؟
5. تاثیر چه عاملی را در طول این کار متوجه شدید؟
6. نیمه واکنش هایی را در پروتکل کار آزمایشگاهی که با تجربه شما مطابقت دارد پیدا کنید و معادلات واکنش را تکمیل کنید.
کارت 2. عوامل مؤثر بر سرعت واکنش شیمیایی:
2. غلظت واکنش دهنده ها.
هنگام کار با مواد مراقب باشید. قوانین ایمنی را به خاطر بسپارید.
1. 1-2 میلی لیتر اسید سولفوریک را در دو لوله آزمایش بریزید.
2. به همان حجم آب به یکی از لوله ها اضافه کنید.
3. یک گرانول روی در هر یک از لوله های آزمایش قرار دهید.
4. تکامل هیدروژن در کدام یک از لوله های آزمایش سریعتر آغاز شد؟
کارت 3. عوامل مؤثر بر سرعت واکنش شیمیایی:
3. منطقه تماس واکنش دهنده ها.
هنگام کار با مواد مراقب باشید. قوانین ایمنی را به خاطر بسپارید.
1. یک تکه گچ کوچک را در هاون بکوبید.
2. مقداری محلول اسید سولفوریک را در دو لوله آزمایش بریزید. خیلی مراقب باشید، فقط کمی اسید بریزید!
3. همزمان پودر را در یک لوله آزمایش و یک تکه گچ را در لوله دیگر قرار دهید.
4- در کدام یک از لوله های آزمایش واکنش سریعتر انجام می شود؟
5. تأثیر چه عاملی را در این آزمایش دریافتید؟
6. چگونه می توان این را از نظر تئوری برخورد توضیح داد؟
7. معادله واکنش را بنویسید.
کارت 4. عوامل مؤثر بر سرعت واکنش شیمیایی:
4. دما.
هنگام کار با مواد مراقب باشید. قوانین ایمنی را به خاطر بسپارید.
1. محلول اسید سولفوریک را در هر دو لوله آزمایش بریزید و یک گرانول اکسید مس را درون آنها قرار دهید.
2. یکی از لوله ها را به آرامی گرم کنید. ابتدا لوله آزمایش را کمی اریب گرم می کنیم و سعی می کنیم آن را در تمام طول آن گرم کنیم، سپس فقط قسمت پایین را که قبلاً لوله آزمایش را صاف کرده ایم. لوله را با نگهدارنده نگه دارید.
3. واکنش در کدام یک از لوله های آزمایش با شدت بیشتری انجام می شود؟
4. تاثیر چه عاملی را در این آزمایش متوجه شدید؟
5. چگونه می توان این را از نظر تئوری برخورد توضیح داد؟
6. معادله واکنش را بنویسید.
کارت 5. عوامل مؤثر بر سرعت واکنش شیمیایی:
5. وجود مواد خاص - کاتالیزورموادی که سرعت یک واکنش شیمیایی را افزایش می دهند.
هنگام کار با مواد مراقب باشید. قوانین ایمنی را به خاطر بسپارید.
پراکسید هیدروژن را در دو فنجان بریزید.
در یکی از لوله های آزمایش، چند کریستال دی کرومات پتاسیم را با دقت بپاشید. محلول به دست آمده را با یک میله شیشه ای هم بزنید.
یک ترکش را روشن کنید و سپس آن را خاموش کنید. اسپلینتر در حال سوختن را تا حد امکان به محلول های موجود در هر دو بشر نزدیک کنید، اما بدون تماس با مایع. مشعل باید روشن شود.
در کدام یک از لوله های آزمایش تکامل سریع گاز مشاهده می شود؟ این گاز چیست؟
دی کرومات پتاسیم چه نقشی در این واکنش دارد؟
در این آزمایش چه عاملی را تحت تأثیر قرار دادید؟
معادله واکنش را بنویسید.
بحث در مورد نتایج به دست آمده.
برای بحث از هر گروه کاری، یک دانش آموز (به نوبه خود) به هیئت می آید.
تهیه خلاصه پروتکل کارهای آزمایشگاهی بر اساس پاسخ به سوالات کارگاه.
معادلات واکنش روی تخته نوشته شده و نتیجه گیری مربوطه گرفته می شود. سایر دانش آموزان یافته ها و معادلات را در پروتکل ها وارد می کنند.
تأثیر ماهیت واکنش دهنده ها
مسئله:
معلم:جرم مواد گرفته شده، وزن مواد جامد، غلظت اسید هیدروکلریک، شرایط واکنش یکسان است، اما شدت فرآیندهای در حال انجام (سرعت تکامل هیدروژن) متفاوت است؟
بحث:
دانش آموزان:گرفتیم فلزات مختلف.
معلم:همه مواد از اتم های عناصر شیمیایی تشکیل شده اند. تفاوت در چیست عناصر شیمیاییبا توجه به دانش شما از قانون تناوبی و سیستم تناوبی D.I. مندلیف؟
دانش آموزان:شماره سریال، موقعیت در سیستم تناوبی D.I. Mendeleev، یعنی ساختار الکترونیکی متفاوتی دارند و بنابراین مواد ساده ای که توسط این اتم ها تشکیل می شوند دارای خواص متفاوتی هستند.
معلم:یعنی این مواد ماهیت متفاوتی دارند. بنابراین، سرعت یک واکنش شیمیایی به ماهیت یک واکنش دهنده خاص بستگی دارد، زیرا آنها ساختار و خواص متفاوتی دارند.
نتیجه:
دانش آموزان:سرعت یک واکنش شیمیایی به ماهیت واکنش دهنده ها بستگی دارد: هر چه فلز (ماده) فعال تر باشد، سرعت واکنش شیمیایی بالاتر است.
تاثیر تمرکز
مسئله:ماهیت همه مواد واکنش دهنده، شرایط انجام آزمایش یکسان است، اما شدت فرآیندهای در حال انجام (سرعت تکامل هیدروژن) متفاوت است؟
بحث:
معلم:چرا سرعت یک واکنش شیمیایی متفاوت است، زیرا موادی با طبیعت شیمیایی یکسان واکنش نشان می دهند؟
دانش آموزان:هنگام اضافه کردن آب، غلظت اسید سولفوریک را در یک لوله آزمایش تغییر دادیم (کاهش دادیم)، در حالی که شدت تکامل هیدروژن کاهش یافت.
نتیجه:
دانش آموزان:سرعت یک واکنش شیمیایی به غلظت واکنش دهنده ها بستگی دارد: هر چه غلظت واکنش دهنده ها بیشتر باشد، سرعت واکنش شیمیایی بالاتر است.
توضیح معلم: غلظت مواد واکنش دهنده.
هر چه ذرات معرف بیشتر باشد، هر چه به یکدیگر نزدیکتر باشند، احتمال برخورد و واکنش آنها بیشتر می شود. بر اساس یک ماده آزمایشی بزرگ در سال 1867. دانشمندان نروژی K. Guldberg و P. Waage و به طور مستقل در سال 1865 دانشمند روسی N.I. Beketov قانون اساسی سینتیک شیمیایی را فرموله کردند که وابستگی سرعت واکنش به غلظت واکنش دهنده ها را تعیین می کند:
سرعت واکنش متناسب با حاصلضرب غلظت واکنش دهنده ها است که در توان هایی برابر با ضرایب آنها در معادله واکنش گرفته می شود.
این قانون نیز نامیده می شود قانون عمل توده ایفقط برای مواد گازی و مایع معتبر است!
2A+3B=A2B3 V=k*CA2*.CB3
تمرین 1.معادلات جنبشی واکنش های زیر را بنویسید:
وظیفه 2.
سرعت واکنشی که معادله جنبشی دارد چگونه تغییر خواهد کرد؟
v= kCA2CB اگر غلظت ماده A 3 برابر افزایش یابد.
وابستگی به سطح واکنش دهنده ها
مسئله:
معلم:همه مواد در ماهیت شیمیایی خود یکسان هستند، از نظر جرم و غلظت یکسان هستند، آنها در یک دما واکنش نشان می دهند، اما شدت تکامل هیدروژن (و در نتیجه سرعت) متفاوت است.
بحث:
دانش آموزان:یک قطعه و پودر گچ با جرم یکسان دارای حجم های مختلف در یک لوله آزمایش، درجات مختلف آسیاب هستند. در جایی که این درجه از آسیاب بیشتر است، سرعت تکامل هیدروژن حداکثر است.
معلم:این مشخصه سطح تماس واکنش دهنده ها است. در مورد ما، سطح تماس بین کربنات کلسیم و محلول H2SO4 متفاوت است.
نتیجه:
دانش آموزان:سرعت یک واکنش شیمیایی به سطح تماس واکنش دهنده ها بستگی دارد: هر چه سطح تماس واکنش دهنده ها (درجه آسیاب) بیشتر باشد، سرعت بیشترواکنش ها
معلم:چنین وابستگی همیشه مشاهده نمی شود: به عنوان مثال، برای برخی از واکنش های ناهمگن، به عنوان مثال، در سیستم جامد - گاز، در دماهای بسیار بالا (بیش از 500 0 C)، مواد بسیار خرد شده (به پودر) قادر به تف جوشی هستند. در نتیجه سطح تماس مواد واکنش دهنده را کاهش می دهد.
تاثیر دما
مسئله:
معلم:مواد گرفته شده برای آزمایش از یک ماهیت هستند، جرم پودر CuO گرفته شده و غلظت اسید سولفوریک نیز یکسان است، اما سرعت واکنش متفاوت است.
بحث:
دانش آموزان:به این معنی که وقتی دمای واکنش تغییر می کند، سرعت آن را نیز تغییر می دهیم.
معلم:آیا این بدان معناست که با افزایش دما، سرعت تمام واکنش های شیمیایی افزایش می یابد؟
دانش آموزان:خیر برخی از واکنش ها در دمای بسیار پایین و حتی زیر صفر انجام می شود.
نتیجه:
دانش آموزان:بنابراین، هر تغییر درجه حرارت به میزان چند درجه، سرعت یک واکنش شیمیایی را به طور قابل توجهی تغییر می دهد.
معلم:در عمل، قانون وانت هاف اینگونه به نظر می رسد که در اینجا اعمال می شود: وقتی دمای واکنش برای هر 10 درجه سانتیگراد تغییر می کند، سرعت یک واکنش شیمیایی 2-4 برابر تغییر می کند (افزایش یا کاهش می یابد).
توضیح معلم: TEMPERATURE
هرچه دما بیشتر باشد، ذرات فعال تر، سرعت حرکت آنها افزایش می یابد که منجر به افزایش تعداد برخوردها می شود. سرعت واکنش افزایش می یابد.
قانون وانت هاف:
با افزایش دما برای هر 10 درجه سانتیگراد، تعداد کل برخوردها فقط 1.6٪ افزایش می یابد و سرعت واکنش با ضریب 2-4 (100-300٪) افزایش می یابد.
عددی که نشان می دهد با افزایش دما به میزان 10 درجه سانتیگراد چند برابر سرعت واکنش افزایش می یابد، ضریب دما نامیده می شود.
قانون وانت هاف به صورت ریاضی بیان می شود فرمول زیر:
جایی کهV1 - سرعت واکنش در دماتی2 ,
V2 - سرعت واکنش در دماتی1 ,
y- ضریب دمای.
مشکل را حل کنید:
وقتی دما از 10 به 500 درجه سانتیگراد افزایش می یابد، سرعت برخی از واکنش ها چگونه تغییر می کند. ضریب دمایی واکنش 3 است.
راه حل:
داده های وظیفه را با فرمول جایگزین کنید:
سرعت واکنش 81 برابر افزایش می یابد.
تأثیر کاتالیزور
مسئله:
معلم: ماده در هر دو مورد یکسان است، ماهیت یکسان است، در یک دما، غلظت معرف یکسان است، چرا سرعت متفاوت است؟
بحث:
معلم:به موادی که سرعت واکنش های شیمیایی را افزایش می دهند، کاتالیزور می گویند. موادی وجود دارند که واکنش ها را کاهش می دهند که به آنها بازدارنده می گویند.
نتیجه:
دانش آموزان:کاتالیزورها با کاهش انرژی فعال‌سازی سرعت واکنش را افزایش می‌دهند. هر چه انرژی فعال سازی کمتر باشد، واکنش سریعتر.
پدیده های کاتالیزوری در طبیعت گسترده هستند: تنفس، جذب مواد مغذی توسط سلول ها، سنتز پروتئین و غیره - اینها فرآیندهایی هستند که توسط کاتالیزورهای بیولوژیکی - آنزیم ها تنظیم می شوند. فرآیندهای کاتالیزوری اساس زندگی به شکلی است که روی زمین وجود دارد.
تمثیل «هجدهمین شتر» (برای توضیح نقش کاتالیزور)
(مثل عربی بسیار قدیمی)
زمانی در شرق مردی زندگی می کرد که شتر پرورش می داد. تمام عمرش کار کرد و چون پیر شد پسرانش را نزد خود خواند و گفت:
"بچه های من! من پیر و ضعیف شده ام و به زودی خواهم مرد. پس از مرگ من، شترهای باقیمانده را همانطور که به شما می گویم تقسیم کنید. تو، پسر بزرگتر، بیشتر کار کردی - نصف شترها را برای خودت بگیر. شما، پسر وسطی، به تازگی شروع به کمک به من کرده اید - قسمت سوم را برای خود انتخاب کنید. و تو، جوان‌ترین، نهم را بگیر.»
زمان گذشت و پیرمرد مرد. سپس پسران تصمیم گرفتند میراث را همانطور که پدرشان به آنها وصیت کرده بود تقسیم کنند. گله را به مزرعه بزرگی بردند، شمردند و معلوم شد که در گله فقط هفده شتر وجود دارد. و نمی شد آنها را نه بر 2، نه بر 3 و نه بر 9 تقسیم کرد! چه باید کرد، هیچ کس نمی دانست. پسران شروع به بحث کردند و هر کدام راه حل خود را ارائه کردند. و آنها قبلاً از بحث و جدل خسته شده بودند ، اما به یک تصمیم مشترک نرسیدند.
در این هنگام مسافری سوار بر شتر از آنجا می گذشت. با شنیدن فریاد و مشاجره پرسید: چه شده؟
و پسران از مشکلات خود گفتند. مسافر از شتر فرود آمد و آن را داخل گله گذاشت و گفت: به دستور پدر، شتران را جدا کن.
و چون 18 شتر بود، پسر بزرگ نصف خود را گرفت، یعنی 9، وسط را - یک سوم، یعنی 6 شتر، و کوچکترین نهم را، یعنی دو شتر. و چون گله را به این ترتیب تقسیم کردند یک شتر دیگر در مزرعه باقی ماند زیرا 9+6+2 برابر با 17 است.
و مسافر بر شتر خود سوار شد و سوار شد.
کار آزمایشگاهی (پروتکل)
| مشاهدات | |||
| وابستگی سرعت واکنش به ماهیت واکنش دهنده ها روی + H2SO4(10%)= Mg + H2SO4 (10%) = | V 1 V 2 | ||
| وابستگی سرعت واکنش به غلظت واکنش دهنده ها روی + H2SO4(10%)= | V 1 V 2 | ||
| وابستگی سرعت واکنش به سطح واکنش دهنده ها برای واکنش های ناهمگن روی(گرانول)+ H2SO4(10%)= روی (پودر) + H2SO4 (10%) = | V 1 V 2 | ||
| وابستگی سرعت واکنش به دما CuO + H 2 SO 4 (10%) = CuO + H 2 SO 4 (10%) حرارت دادن = | V 1 V 2 | ||
| وابستگی سرعت واکنش به حضور کاتالیزور K 2 Cr 2 O 7 | V 1 V 2 |
انعکاس.
در این درس چه آموختیم؟
یک خوشه با موضوع "عوامل موثر بر سرعت XP" ایجاد کنید.
چرا ما به دانش در مورد عوامل موثر بر سرعت واکنش های شیمیایی نیاز داریم؟
آیا آنها در زندگی روزمره استفاده می شوند؟ در صورت وجود، حوزه های کاربردی را نام ببرید.
تست در مورد موضوع (به مدت 5 دقیقه).
تست
1. سرعت یک واکنش شیمیایی مشخص می کند:
1) حرکت مولکول ها یا یون های مواد واکنش دهنده نسبت به یکدیگر
2) مدت زمانی که طول می کشد تا یک واکنش شیمیایی به پایان برسد
3) تعداد واحدهای ساختاری یک ماده که وارد یک واکنش شیمیایی شده است
4) تغییر در مقادیر مواد در واحد زمان در واحد حجم
با افزایش دمای واکنش دهنده ها، سرعت یک واکنش شیمیایی به شرح زیر است:
1) کاهش می یابد
2) افزایش می یابد
3) تغییر نمی کند
4) به صورت دوره ای تغییر می کند
با افزایش سطح تماس واکنش دهنده ها، سرعت یک واکنش شیمیایی:
1) کاهش می یابد
2) افزایش می یابد
3) تغییر نمی کند
4) به صورت دوره ای تغییر می کند
با افزایش غلظت واکنش دهنده ها، سرعت یک واکنش شیمیایی به شرح زیر است:
1) کاهش می یابد
2) افزایش می یابد
3) تغییر نمی کند
4) به صورت دوره ای تغییر می کند
برای افزایش سرعت یک واکنش شیمیایی
2CuS (تلویزیون)+ 3O2
(جی.) = 2CuO(تلویزیون.) + 2SO2
(جی.)
+
سلازم:
1) افزایش غلظت SO2
2) کاهش غلظت SO2
3) کاهش دما
4) درجه آسیاب CuS را افزایش دهید
در شرایط عادیبا کمترین سرعتیک تعامل بین:
3) روی و HCl (محلول 10٪)
4) Mg و HCl (10% محلول)
با افزایش دما از 10 تا 30 درجه سانتیگراد، سرعت واکنش، ضریب دمایی آن 3:
1) 3 برابر افزایش می یابد
2) 9 برابر افزایش می یابد
3) 3 برابر کاهش می یابد
4) 9 برابر کاهش می یابد
ارزیابی کار آزمایشی:
پاسخ تست:
بدون خطا - "5"
1-2 خطا - "4"
3 خطا - "3"
مشق شب:
§13، ص. 135-145.
O.S. Gabrielyan، G. G. Lysova. علم شیمی. درجه 11. کتاب درسی برای مؤسسات آموزشی. چاپ یازدهم، کلیشه ای. M.: Bustard، 2009.
مواد برای واکنش در دمای 400 درجه سانتیگراد گرفته شد و سپس تا 700 درجه سانتیگراد حرارت داده شد. اگر ضریب دمایی یک واکنش شیمیایی 2 باشد، سرعت واکنش شیمیایی چگونه تغییر می کند؟
اگر غلظت هر دو ماده 3 برابر افزایش یابد، سرعت واکنش مطابق با معادله 2NO + O2 \u003d 2NO2 چگونه تغییر می کند.
موضوع سرعت واکنش های شیمیایی و عوامل موثر بر آن.
نوع درس: یادگیری مطالب جدید
نوع درس:سخنرانی
کلاس : 9
معلم شیمی، دبیرستان شماره 1 بایکونور
گوزیکووا اوکسانا الکساندرونااهداف درس
آموزش ها:
مفهوم سرعت واکنش های شیمیایی و واحدهای اندازه گیری آن را بیان کنید. تأثیر روی سرعت واکنش عواملی مانند ماهیت واکنش دهنده ها، غلظت آنها، سطح تماس، استفاده از کاتالیزورها و دما را نشان دهید. آشنایی دانش آموزان با طبقه بندی واکنش های شیمیایی بر اساس فاز (حالت کل): همگن و ناهمگن.
در حال توسعه:
القای مهارت در تعیین سرعت واکنش شیمیایی با استفاده از قانون عمل جرم. توسعه مستمر مهارت های آموزشی و موضوعی عمومی: تجزیه و تحلیل، مقایسه، نتیجه گیری. توسعه تفکر منطقی و معنایی دانش آموزان، حافظه، زبان شیمیایی.
آموزشی:
گسترش افق ها، توانایی به کارگیری دانش کسب شده در عمل، خودآسان سازی مطالب سخنرانی. بالا بردن فرهنگ کار ذهنی.
تجهیزات و معرف ها:
پوستر ایمنی، فرمول روی PCB، پروژکتور، برگه دستورالعمل با طرح سخنرانی.
برای آزمایش نمایشی: محلول تیوسولفات سدیم، محلول اسید سولفوریک، آب، لوله های آزمایش.
برای آزمایش آزمایشگاهی: محلول اسید هیدروکلریک، پودر روی، گرانول روی، منیزیم، آهن، لوله های آزمایش.
شعار درس:
"تبدیل شیمیایی، واکنش شیمیایی موضوع اصلی شیمی است" N.N. سمیونوف.
زمان سازماندهی
معلم
سلام بچه ها بشینین
معلم
در حین انجام وظیفه، غایبان درس امروز را نام ببرید.
(معلم به کسانی که در درس غایب هستند یادداشت می کند).
توضیح ماده جدید
معلم
امروز ما به مطالعه بخش جدیدی می رویم «سرعت واکنش های شیمیایی. تعادل شیمیایی
در این درس در مورد چگونگی تعیین سرعت یک واکنش شیمیایی و عواملی که می توانند آن را تغییر دهند صحبت خواهیم کرد.
معلم
دو واکنش شیمیایی روی تخته سیاه نوشته شده است.
برهمکنش محلول اسید کلریدریک و روی.
برهمکنش محلول اسید سولفوریک و محلول کلرید باریم.
معلم
تفاوت در چیست؟
دانشجو
آنها از این نظر متفاوت هستند که یکی بین محلول ها جریان دارد ، اما در دومی محلول - اسید هیدروکلریک و فلز - روی وجود دارد.
معلم
به این معنی که واکنش اول در یک محیط انجام می شود و به این واکنش همگن می گویند و موادی با حالت های مختلف تجمعی در واکنش دوم شرکت می کنند که آن را ناهمگن می نامند. نمونه ای از محیط های همگن می تواند گاز-گاز، مایع-مایع باشد. نمونه هایی از محیط های ناهمگن را فهرست کنید.
دانشجو
گاز جامد است، گاز مایع است، جامد گاز است.
معلم
درست. سرعت یک واکنش شیمیایی را تعیین می کنیم، تعریف و فرمول های مربوطه را یادداشت می کنیم.
موضوع مطالعه شیمی یک واکنش شیمیایی است. در نتیجه یک واکنش شیمیایی، برخی از مواد ناپدید می شوند و مواد دیگری تشکیل می شوند. در جریان واکنش، مقدار ماده هر دو واکنش دهنده (مواد اولیه) و محصولات (مواد نهایی) تغییر می کند. سرعت این تغییر را سرعت یک واکنش شیمیایی می نامند.
سینتیک شیمیایی - مطالعه سرعت و مکانیسم واکنش های شیمیایی. (بیایید این تعریف را بنویسیم)بنابراین، سرعت یک واکنش شیمیایی را می توان با معادله توصیف کرد
r
= / (1)جایی که r - سرعت واکنشنرخ- سرعت فرآیند، برخلاف نام قبلی که برای سرعت واکنش استفاده می شد - سرعت – سرعت حرکت)، (به یونانی پایتخت.دلتا ) مترادف کلمه "تغییر نهایی" است، (یونانی. برهنه ) مقدار (مول) ماده معرف یا ماده محصول است، (یونانی. تاو ) زمان (هایی) است که طی آن این تغییر رخ داده است.
با این تعریف، سرعت واکنش بستگی به تعداد شرکت کنندگان در واکنش دارد که مشاهده و اندازه گیری می کنیم. بدیهی است، برای یک واکنش، به عنوان مثال:
2 اچ 2 + O 2 =2 اچ 2 O.
مقدار ماده تبدیل شده هیدروژن دو برابر اکسیژن است. بنابراین
r
(اچ 2 ) = 2 r (O 2 ) = r (اچ 2 O).معادله واکنش مقادیر سرعت تعیین شده برای هر یک از مواد را مرتبط می کند. بنابراین، انتخاب دومی به راحتی و سهولت اندازه گیری تجربی مقدار آن در سیستم واکنش بستگی دارد.
در سطح کیفی، واکنش ها را می توان به واکنش های سریع طبقه بندی کرد، برای اندازه گیری سرعت آن به روش های خاصی نیاز است، به عنوان مثال، انفجار گاز انفجاری، واکنش ها در محلول های الکترولیت. آهسته، برای اندازه گیری سرعت که به دوره های زمانی طولانی نیاز است، به عنوان مثال، خوردگی آهن؛ و واکنش هایی که می توانیم مستقیماً مشاهده کنیم، مانند برهمکنش روی با اسید کلریدریک.
سرعت واکنش توصیف شده توسط رابطه (1) به مقدار مواد واکنش دهنده گرفته شده بستگی دارد. اگر واکنش یکسانی را با حجم ها یا سطوح تماس متفاوت واکنش دهنده ها انجام دهیم، برای همان واکنش دریافت می کنیم معانی مختلفسرعت، هر چه بیشتر باشد، ماده بیشتری گرفته شود یا بهتر خرد شود. بنابراین، تعریف متفاوتی از سرعت واکنش استفاده می شود.
سرعت یک واکنش شیمیایی تغییر در مقدار یک ماده از هر مکان واکنش در واحد زمان در واحد فضای واکنش است.
(بیایید این تعریف را بنویسیم).V سیستم همگن V سیستم ها (در فاز گاز یا محلول). در چنین واکنشی، واحد فضای واکنش یک واحد حجم است و اگر این حجم در طول واکنش تغییر نکند، معادله به شکل زیر است:
V
= ج / تی (2)جایی که با غلظت مولی یک ماده (mol/l) است.
سرعت واکنش تغییر در غلظت یک ماده در واحد زمان است.
V سیستم ناهمگن ( به عنوان مثال، در هنگام احتراق یک جامد در یک گاز یا در هنگام برهمکنش یک فلز با یک اسید)، واکنش در سطح مشترک بین اجزا رخ می دهد. اگر مساحت این مرزاس ، سپس معادله سرعت به شکل زیر است:
V
= n / استی (3)بدیهی است که با چنین تعریفی (به معادلات (2) و (3) مراجعه کنید) سرعت واکنش به حجم در یک سیستم همگن و به منطقه تماس معرف ها (درجه آسیاب) در یک سیستم ناهمگن بستگی ندارد. .
چه عواملی بر سرعت یک واکنش شیمیایی تأثیر می گذارد؟
بیایید اصل مطلب را بنویسیم
ماهیت واکنش دهنده ها
تاثیر دما.
وجود کاتالیزور
بیایید برای هر مورد مثالی بزنیم.
1. تأثیر ماهیت معرف ها
اولین و نسبتاً واضح عاملی که سرعت واکنش را تعیین می کند ماهیت واکنش دهنده ها است. در بالا، بر این اساس، نمونه‌هایی از واکنش‌هایی که با سرعت‌های مختلف پیش می‌روند را ارائه کردیم.
اکنون آزمایشی را انجام خواهیم داد که به طور تجربی این را ثابت می کند.
معلم از دانش آموزان می خواهد که یک آزمایش آزمایشگاهی انجام دهند.
برای انجام این کار، 1-2 میلی لیتر محلول اسید کلریدریک را در 3 لوله آزمایش بریزید و تقریباً همان تکه فلز را در هر لوله بریزید: در لوله اول منیزیم، در دوم روی و در سوم آهن.
معلم
آیا همه لوله های آزمایش سرعت تکامل گاز یکسانی دارند؟
دانشجو
خیر، در لوله های آزمایش شدت انتشار حباب ها متفاوت است. در لوله آزمایش اول، گاز بسیار سریع، در دومی کندتر و در سومی حتی کندتر آزاد می شود.
معلم
بیایید نتیجه گیری کنیم
دانشجو
سرعت یک واکنش شیمیایی به ماهیت واکنش دهنده ها بستگی دارد.
2. اثر غلظت معرف
دومین عامل و همچنین کاملاً آشکار، غلظت معرف ها است.
بیایید یک آزمایش انجام دهیم
معلم نمایشی را انجام می دهد.
محلول تیوسولفات سدیم را در سه لوله آزمایش بریزید. در اول - 5 میلی لیتر، در دوم - 2.5 میلی لیتر، در سوم - 1 میلی لیتر. سپس 5 میلی لیتر آب به لوله آزمایش دوم و سوم اضافه کنید. سپس در تمام لوله های آزمایش، از لوله سوم، 3 میلی لیتر محلول اسید سولفوریک اضافه کنید. زمان ظهور و شدت گوگرد کلوئیدی آزاد شده برای قضاوت در مورد تأثیر غلظت تیوسولفات سدیم بر سرعت واکنش استفاده می شود.
دانشجو
سرعت یک واکنش شیمیایی به غلظت واکنش دهنده ها بستگی دارد
معلم
و چرا این اتفاق می افتد؟ هر چه غلظت یک ماده بیشتر باشد، ذرات در واحد حجم بیشتر باشد، بیشتر با هم برخورد می کنند. این مقدار به اصطلاح بیان می شودقانون توده های کنشگر - سرعت واکنش تا حدودی با غلظت معرف ها متناسب است. برای مثال، برای معادلات واکنش زیر، عبارات مربوط به سرعت عبارتند از:
آ = ایکس, r = kc آ ;
A + B = X، r = kc آ ج ب ;
A + 2B = X، r = kc آ ج ب ج ب = kc آ ج ب 2 .
مقدار ک- ضریب تناسب - ثابت سرعت واکنش نامیده می شود و به غلظت بستگی ندارد. از نظر عددی، این ضریب برابر است با سرعت واکنش اگر حاصلضرب غلظت واکنش دهنده ها برابر با 1 باشد. هنگامی که سرعت واکنش های مختلف با هم مقایسه می شود، ثابت سرعت آنها است که مقایسه می شود.
توجه به این نکته حائز اهمیت است که توان در غلظت ها در عبارات نرخ واکنش های شیمیایی زیر با ضرایب استوکیومتری برابر است فقط در موارد نادری که واکنش در یک مرحله انجام می شود (برای واکنش های به اصطلاح ابتدایی). در واقع، یک واکنش شیمیایی به همان اندازه که یک واکنش کاملاً خالص است، یک انتزاع است ماده شیمیایی. به عبارت دیگر، دگرگونی های شیمیایی واقعی تقریباً همیشه شامل چندین واکنش است.
سرعت واکنش هایی که در چندین مرحله متوالی رخ می دهد توسط کندترین این مراحل تعیین می شود. ضرب المثل عربی را به خاطر بیاورید: «کاروان به سرعت کندترین شتر حرکت می کند».
به عنوان مثال، واکنش
2 Fe 2+ + اچ 2 O 2 = 2 FeOH 2+
مراحل زیر را طی می کند:
1) 2 Fe 2+ + اچ 2 O 2 = 2 FeOH 2+ + اوه .
ک 1 \u003d 60 لیتر / (مول . با)؛
2) اوه . + Fe 2+ = FeOH 2+ , ک 2 \u003d 60000 لیتر / (مول . با).
مرحله کندتر اولین مرحله است. بنابراین معادله سرعت برای این واکنش است
r = ک 1 ج(Fe 2+ ) ج(اچ 2 O 2 ),
اما نه r = kc 2 (Fe 2+ ) ج(اچ 2 O 2 ).
ما در مورد چنین فرآیندهای پیچیده ای در کلاس یازدهم با جزئیات بیشتری صحبت خواهیم کرد.
3. تأثیر دما.
معلم
تأثیر دما بر روند یک واکنش شیمیایی دو برابر است. اولاً دما می تواند بر ترکیب محصولات تأثیر بگذارد و ثانیاً اکثریت قریب به اتفاق واکنش ها با افزایش دما تسریع می شوند. چرا؟ از آنجا که با افزایش دما، تعداد مولکول های به اصطلاح "فعال" به سرعت افزایش می یابد، یعنی. مولکول هایی با انرژی بیشتر از انرژی فعال سازی.
انرژی فعال سازی تفاوت بین انرژی متوسط مولکول ها در یک دمای معین و انرژی ای است که برای وارد شدن به واکنش های شیمیایی باید داشته باشند.
تأثیر دما بر سرعت یک واکنش شیمیایی توسط قانون van't Hoff نشان داده شده است
تعریف
هنگامی که دمای واکنش برای هر 10 درجه تغییر می کند، سرعت واکنش 2-4 بار تغییر می کند (فرمول روی تخته)
معلم
اگر دما افزایش یابد، سرعت واکنش شیمیایی چه خواهد شد.
دانشجو
سرعت واکنش با افزایش دما برای هر 10 درجه 2-4 برابر افزایش می یابد.
معلم
اگر دما کاهش یابد، سرعت واکنش شیمیایی چه خواهد شد.
دانشجو
سرعت با کاهش دما برای هر 10 درجه 2-4 برابر کاهش می یابد.
4. سطح تماس.
معلم
حالا بیایید به سطح تماس برویم.
تجربه آزمایشگاهی یادداشت در مورد رعایت مقررات ایمنی.
اسید کلریدریک را در دو لوله آزمایش بریزید و به لوله اول پودر روی و به لوله دوم یک گرانول اضافه کنید. معادله واکنش را بنویسید. نوع آن را مشخص کنید. واکنش کجا سریعتر است؟ چرا؟
دانش آموز پاسخ را یادداشت می کند. این یک واکنش جایگزینی است.
واکنش در اولین لوله آزمایش سریعتر انجام می شود. از این گذشته، سطح تماس بیشتری وجود دارد.
معلم
درست.
5. کاتالیزور
آخرین عامل وجود مواد ویژه - کاتالیزورها است. یک واکنش شیمیایی فرآیند پیچیده ای است که نه تنها واکنش دهنده ها، بلکه سایر مواد موجود در سیستم نیز می توانند در آن شرکت کنند. اگر آنها به طور قابل توجهی سرعت یک واکنش شیمیایی را تغییر دهند، به آنها کاتالیزور می گویند. در درس بعدی به تفصیل در مورد این مواد و کاتالیز صحبت خواهیم کرد.
تعمیر مواد
معلم
چه ارزش جدیدی را در درس امروز آموختیم؟
دانشجو
با سرعت یک واکنش شیمیایی آشنا شدیم.
معلم
چه نوع محیط هایی را شناختید؟
دانشجو
همگن و ناهمگن.
معلم
آیا سرعت در محیط های مختلف به یک شکل تعیین می شود؟
دانشجو
نه فرق داره
معلم
چگونه سرعت در یک محیط همگن تعیین می شود؟
دانشجو
V سیستم همگن واکنش در سراسر انجام می شودV سیستم ها (در فاز گاز یا محلول). در چنین واکنشی واحد فضای واکنش یک واحد حجم است و اگر این حجم در طول واکنش تغییر نکند
معلم
معلم
چگونه سرعت در یک محیط ناهمگن تعیین می شود؟
V سیستم ناهمگن واکنش در سطح مشترک بین اجزاء انجام می شود. اگر مساحت این مرزاس .
معلم
در چه واحدهایی اندازه گیری می شود؟
چه عواملی بر سرعت یک واکنش شیمیایی تأثیر می گذارد؟ آنها را فهرست کنید.
دانشجو
ماهیت واکنش دهنده ها
غلظت واکنش دهنده ها
درجه حرارت.
سطح تماس
وجود کاتالیزور
IY . تعمیم مواد مورد مطالعه
امروز در درس مفهوم سرعت یک واکنش شیمیایی را مطالعه کردیم. در نظر گرفته شد که چگونه سرعت یک واکنش شیمیایی در سیستم های همگن و ناهمگن تعیین می شود. تعیین عواملی که می توانند بر سرعت یک واکنش شیمیایی تأثیر بگذارند.
Y . مشق شب
تعاریف اولیه خانه برای یادگیری و همچنین در میزهایی که وظایف دارید، آنها سه سطح هستند. مثل همیشه هرکس سطح مناسبی را برای خود انتخاب می کند که در این مرحله از آموزش می توانید انجام دهید.
بخش ها: علم شیمی
هدف از درس
- آموزشی:شکل گیری مفهوم "سرعت واکنش های شیمیایی" را ادامه دهید، فرمول هایی را برای محاسبه سرعت واکنش های همگن و ناهمگن استخراج کنید، در نظر بگیرید که سرعت واکنش های شیمیایی به چه عواملی بستگی دارد.
- در حال توسعه:یادگیری پردازش و تجزیه و تحلیل داده های تجربی؛ قادر به یافتن رابطه بین سرعت واکنش های شیمیایی و عوامل خارجی باشد.
- آموزشی:برای ادامه توسعه مهارت های ارتباطی در دوره کار جفتی و جمعی؛ تمرکز دانش آموزان بر اهمیت دانش در مورد سرعت واکنش های شیمیایی در زندگی روزمره (خوردگی فلزات، ترش شدن شیر، پوسیدگی و غیره)
وسایل کمک آموزشی: د.پروژکتور چند رسانه ای، کامپیوتر، اسلایدهای مربوط به مسائل اصلی درس، سی دی رام "سیریل و متدیوس"، جداول روی جداول، پروتکل های کار آزمایشگاهی، تجهیزات آزمایشگاهی و معرف ها.
روش های تدریس:تولید مثل، تحقیق، جزئی جستجو;
شکل تشکیل کلاس ها:گفتگو، کار عملی, کار مستقلآزمایش کردن؛
شکل سازماندهی کار دانش آموزان:جبهه ای، فردی، گروهی، جمعی.
1. سازماندهی کلاس
آمادگی کلاس برای کار.
2. آمادگی برای مرحله اصلی تسلط بر مطالب آموزشی. فعال سازی دانش و مهارت های پایه(اسلاید 1، به ارائه درس مراجعه کنید).
موضوع درس «سرعت واکنش های شیمیایی است. عوامل موثر بر سرعت واکنش شیمیایی
وظیفه: بفهمیم سرعت یک واکنش شیمیایی چقدر است و به چه عواملی بستگی دارد. در طول درس با تئوری سوال در مبحث فوق آشنا می شویم. در عمل، برخی از مفروضات نظری خود را تایید خواهیم کرد.
پیش بینی فعالیت دانش آموزان
کار فعال دانش آموزان نشان دهنده آمادگی آنها برای درک موضوع درس است. دانش آموزان در مورد سرعت واکنش شیمیایی از درس پایه نهم (ارتباطات درون موضوعی) نیاز دارند.
بیایید در مورد سؤالات زیر بحث کنیم (جلوی، اسلاید 2):
- چرا ما به دانش در مورد سرعت واکنش های شیمیایی نیاز داریم؟
- چه مثال هایی می توانند تایید کنند که واکنش های شیمیایی با سرعت های متفاوتی انجام می شود؟
- سرعت حرکت مکانیکی چگونه تعیین می شود؟ واحد این سرعت چیست؟
- سرعت یک واکنش شیمیایی چگونه تعیین می شود؟
- برای شروع یک واکنش شیمیایی چه شرایطی باید ایجاد شود؟
دو مثال را در نظر بگیرید (آزمایش توسط معلم انجام می شود).
روی میز دو لوله آزمایش وجود دارد که در یکی محلول قلیایی (KOH) و در دیگری یک میخ است. محلول CuSO4 را در هر دو لوله آزمایش بریزید. ما چه می بینیم؟
پیش بینی فعالیت دانش آموزان
دانش‌آموزان با استفاده از مثال‌ها، سرعت واکنش‌ها را قضاوت می‌کنند و نتیجه‌گیری مناسب می‌کنند. ثبت عکس العمل های انجام شده روی تخته (دو دانش آموز).
در اولین لوله آزمایش، واکنش بلافاصله رخ داد، در دوم - هنوز هیچ تغییر قابل مشاهده ای وجود ندارد.
بیایید معادلات واکنش را بسازیم (دو دانش آموز معادلات را روی تخته می نویسند):
- CuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 + K 2 SO 4. Cu 2+ + 2OH - = Cu (OH) 2
- Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu; Fe 0 + Cu 2 + = Fe 2 + + Cu 0
از واکنش های انجام شده چه نتیجه ای می توانیم بگیریم؟ چرا یک واکنش فوری و دیگری کند است؟ برای انجام این کار، لازم به یادآوری است که واکنش های شیمیایی وجود دارد که در کل حجم فضای واکنش (در گازها یا محلول ها) رخ می دهد و واکنش های دیگری نیز وجود دارد که فقط در سطح تماس مواد رخ می دهد (احتراق یک جامد در گاز، برهمکنش یک فلز با یک اسید، نمک یک فلز کمتر فعال).
پیش بینی فعالیت دانش آموزان
بر اساس نتایج آزمایش نشان داده شده، دانش آموزان نتیجه می گیرند:واکنش 1 همگن است و واکنش
2 - ناهمگن.
سرعت این واکنش ها به روش های مختلف ریاضی تعریف می شود.
مطالعه سرعت و مکانیسم واکنش های شیمیایی نامیده می شود سینتیک شیمیایی
3. جذب دانش جدید و راه های عمل(اسلاید 3)
سرعت واکنش با تغییر مقدار یک ماده در واحد زمان تعیین می شود
در واحد V
(برای همگن)
در واحد سطح تماس مواد S (برای ناهمگن)
بدیهی است که با این تعریف، مقدار سرعت واکنش به حجم در یک سیستم همگن و به منطقه تماس معرف ها - در یک ناهمگن بستگی ندارد.
پیش بینی فعالیت دانش آموزان
اقدامات فعال دانش آموزان با هدف مطالعه. وارد کردن جدول در دفترچه یادداشت
از این به دنبال دو نکات مهم(اسلاید 4):
2) مقدار محاسبه شده سرعت به ماده ای که توسط آن تعیین می شود بستگی دارد و انتخاب دومی به راحتی و سهولت اندازه گیری مقدار آن بستگی دارد.
به عنوان مثال، برای واکنش 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O: υ (برای H 2) \u003d 2 υ (برای O 2) \u003d υ (برای H 2 O)
4. تلفیق دانش اولیه در مورد سرعت یک واکنش شیمیایی
برای ادغام مواد در نظر گرفته شده، مشکل محاسبه را حل خواهیم کرد.
پیش بینی فعالیت دانش آموزان
درک اولیه دانش کسب شده در مورد سرعت واکنش. صحت حل مسئله.
وظیفه (اسلاید 5).واکنش شیمیایی در محلول بر اساس معادله ادامه می یابد: A + B = C. غلظت اولیه: مواد A - 0.80 mol / L، مواد B - 1.00 mol / L. پس از 20 دقیقه غلظت ماده A به 0.74 mol/l کاهش یافت. تعیین: الف) میانگین سرعت واکنش برای این دوره زمانی.
ب) غلظت ماده B بعد از 20 دقیقه. راه حل (پیوست 4، اسلاید 6).
5. جذب دانش جدید و روش های عمل(انجام کارهای آزمایشگاهی در راستای تکرار و مطالعه مطالب جدید مرحله به مرحله پیوست 2).
می دانیم که عوامل مختلفی بر سرعت یک واکنش شیمیایی تأثیر می گذارد. کدام؟
پیش بینی فعالیت دانش آموزان
تکیه بر دانش پایه های 8-9 نوشتن در دفتر در درس مطالعه مطالب. فهرست (اسلاید 7):
ماهیت واکنش دهنده ها؛
درجه حرارت؛
غلظت واکنش دهنده ها؛
عمل کاتالیزورها؛
سطح تماس واکنش دهنده ها (در واکنش های ناهمگن).
تأثیر همه این عوامل بر سرعت واکنش را می توان با استفاده از یک نظریه ساده توضیح داد - تئوری برخورد (اسلاید 8).ایده اصلی آن این است: واکنش‌ها زمانی رخ می‌دهند که ذرات واکنش‌دهنده‌هایی که انرژی خاصی دارند با هم برخورد کنند.
از این موضوع می‌توان به نتایج زیر دست یافت:
- هر چه ذرات معرف بیشتر باشد، هر چه به یکدیگر نزدیکتر باشند، شانس بیشتری برای برخورد و واکنش دارند.
- فقط منجر به واکنش شود برخورد موثر،آن ها پیوندهایی که در آنها «پیوندهای قدیمی» از بین رفته یا ضعیف شده و بنابراین پیوندهای «جدید» می توانند شکل بگیرند. اما برای این کار، ذرات باید انرژی کافی داشته باشند.
حداقل انرژی اضافی (بیش از انرژی متوسط ذرات در سیستم) مورد نیاز برای برخورد موثر ذرات در سیستم) لازم برای برخورد کارآمد ذرات واکنش دهنده نامیده می شود.انرژی فعال سازی Eآ.
پیش بینی فعالیت دانش آموزان
درک مفهوم و نوشتن تعریف در دفترچه یادداشت.
بنابراین، در مسیر ورود همه ذرات به واکنش، سد انرژی خاصی برابر با انرژی فعال سازی وجود دارد. اگر کوچک باشد، ذرات زیادی وجود دارند که با موفقیت بر آن غلبه می کنند. با یک مانع بزرگ انرژی، انرژی اضافی برای غلبه بر آن مورد نیاز است، گاهی اوقات یک "فشار" خوب کافی است. من چراغ روح را روشن می کنم - انرژی اضافی می دهم Eآ،برای غلبه بر سد انرژی در واکنش متقابل مولکول های الکل با مولکول های اکسیژن ضروری است.
در نظر گرفتن عوامل, که بر سرعت واکنش تأثیر می گذارد.
1) ماهیت واکنش دهنده ها(اسلاید 9) ماهیت مواد واکنش دهنده به عنوان ترکیب، ساختار، تأثیر متقابل اتم ها در مواد معدنی و آلی درک می شود.
مقدار انرژی فعال سازی مواد عاملی است که از طریق آن تأثیر ماهیت مواد واکنش دهنده بر سرعت واکنش تحت تأثیر قرار می گیرد.
خلاصه سازی.
خود فرمول بندی نتیجه گیری (پیوست 3 در خانه)
طرح درس با موضوع "سرعت واکنش های شیمیایی"،
درجه 9
معلم شیمی O.V. زالوزنیخ
هدف:دانش آموزان را با مفهوم "سرعت واکنش های شیمیایی" و عواملی که به آن بستگی دارد آشنا کنید.
وظایف:
آموزشی:مفهوم سرعت واکنش های شیمیایی و واحدهای اندازه گیری آن را ارائه دهید. نشان دادن اهمیت آن در طبیعت و فعالیت های انسانی؛ عوامل موثر بر سرعت واکنش را شناسایی کنید. دانش خود را در مورد کاتالیزورها عمیق کنید. آشنایی دانش‌آموزان با طبقه‌بندی واکنش‌های شیمیایی بر اساس فاز (حالت کل): همگن و ناهمگن.
در حال توسعه:توسعه مهارت های مدیریتی دانش آموزان فعالیت های یادگیری; توسعه تفکر مستقل؛ بهبود مهارت های عملی در انجام آزمایش های آزمایشگاهی؛ توسعه توانایی برجسته کردن چیز اصلی در مطالب مورد مطالعه، مشاهده، مقایسه، تجزیه و تحلیل، نتیجه گیری.
مربیان:ایجاد مهارت های ارتباطی در دوره کار جفتی و جمعی. توسعه استقلال؛ تلاش برای یک هدف
نوع درس:درسی در یادگیری مطالب جدید
منابع درسی:کتاب های درسی و کمک آموزشی توسط نویسندگان مختلف، مکمل آموزشی الکترونیکی کتاب درسی توسط O.S. Gabrielyan (پایه نهم)، کامپیوتر، پروژکتور چند رسانه ای
تجهیزات:سه پایه با لوله آزمایش، لامپ روح، نگهدارنده لوله آزمایش.
معرف ها: روی، منیزیم، مس، محلول اسید سولفوریک، آب، آهن (ناخن و خاک اره)، پراکسید هیدروژن، اکسید منگنز (IV).
روش ها و تکنیک های روش شناختی:کار مستقل با متن، کار انفرادی، کار گروهی، پر کردن جدول، انجام کارهای تستی، کار به صورت دو نفره.
ایمنی: با لامپ الکلی محلول اسید سولفوریک کار کنید
نتایج برنامه ریزی شده:
موضوع:
● تعریف سرعت واکنش های شیمیایی را بدانید
● عوامل موثر بر سرعت واکنش های شیمیایی را بشناسید
فرا موضوع:
● قادر به گوش دادن به گفتگو و انجام گفتگو باشد. بتواند امکان وجود دیدگاه های مختلف را تشخیص دهد
● استفاده کنید راه های مختلفجستجو، جمع آوری، پردازش، تجزیه و تحلیل و تفسیر اطلاعات مطابق با اهداف درس
● بتواند نظر خود را بیان کند و دیدگاه خود را استدلال کند
● استفاده فعال از وسایل گفتاری، وسایل اطلاعاتی و فناوری اطلاعات و ارتباطات برای حل وظایف ارتباطی و شناختی
شخصی:
● مهارت های همکاری با معلم و همسالان را در موقعیت های مختلف توسعه دهید. توانایی اجتناب از درگیری ها و یافتن راه هایی برای خروج از موقعیت های بحث برانگیز
● ایجاد نگرش محترمانه نسبت به نظرات دیگران
● اعمال کنترل خود، کنترل متقابل
● دستاوردهای خود را در درس ارزیابی کنید
در طول کلاس ها
مرحله سازمانی
به روز رسانی دانش
آرد تقریباً بی حرکت -
عجله به جایی با سرعت صوت
به خوبی می‌دانیم که در حال حاضر جایی وجود دارد
با سرعت
لئونید مارتینوف
بچه ها، امروز در درس ما یک موضوع بسیار جالب و بسیار مهم در مطالعه واکنش های شیمیایی داریم. اما من می خواهم درس را با حقایق جالب شروع کنم:
سرعت ترکیدن حباب صابون 0.001 ثانیه است.
ناپلئون 12000 کاراکتر را با سرعت دو هزار کلمه در دقیقه خواند.
بالزاک 200 صفحه را در نیم ساعت خواند.
سرعت باد 10 تا 15 مایل در ساعت.
زمانی که آب به جوش می آید، مولکول های آن با سرعت 650 متر در ثانیه حرکت می کنند.
یک طوفان می تواند با سرعت 125 مایل در ساعت حرکت کند.
مو در شب به آرامی رشد می کند. در طول روز رشد مو تسریع می شود. بین ساعت 10 تا 11 سرعت رشد بیشترین مقدار است. اوج رشد بین 14 تا 16 ساعت اتفاق می افتد.
خون در شریان ها سریعتر (500 میلی متر بر ثانیه)، در وریدها (150 میلی متر بر ثانیه) کندتر و حتی در مویرگ ها (1 میلی متر بر ثانیه) کندتر حرکت می کند.
بچه ها به من بگویید چه چیزی اینها را متحد می کند حقایق علمی? (آنها در مورد سرعت صحبت می کنند).
بنابراین، امروز در مورد چه چیزی در درس صحبت خواهیم کرد؟ (سرعت)
درست. امروز در مورد سرعت صحبت خواهیم کرد. اما نه در مورد کسی که در درس های فیزیک و ریاضی دیدید، بلکه در مورد سرعت واکنش های شیمیایی. بنابراین، موضوع درس امروز "سرعت واکنش های شیمیایی" است.
به نظر شما چه سوالاتی به ما کمک می کند تا موضوع درس را آشکار کنیم؟
(1. سرعت واکنش های شیمیایی چقدر است؟ 2. چه چیزی سرعت واکنش های شیمیایی را تعیین می کند؟)
سازماندهی فعالیت های شناختی
سرعت یک واکنش شیمیایی چقدر است؟ برای پاسخ به این سوال، پیشنهاد می کنم که خودتان با کتاب های درسی و کمک آموزشی شیمی از نویسندگان مختلفی که روی میز خود دارید کار کنید (دانش آموزان با کتاب های درسی کار می کنند، تعریف مفهوم "سرعت واکنش شیمیایی" را بنویسید و فرمول محاسبه آن).
سپس، در طول گفتگوی رودررو، سؤالات اصلی را مورد بحث قرار می دهیم:
سرعت واکنش های شیمیایی چقدر است؟ (دو دانش آموز تعاریف را از منابع مختلف می خوانند)
برای اندازه گیری سرعت واکنش از چه واحدهایی استفاده می شود؟
بنابراین، یک مشکل حل شده است. حالا بیایید به سوال دوم بپردازیم: "چه چیزی سرعت واکنش های شیمیایی را تعیین می کند؟"
در طول کار با ادبیات، با عواملی برخورد کرده اید که بر سرعت یک واکنش شیمیایی تأثیر می گذارد. این عوامل چیست؟ (فاکتورهای 2 نفر را می‌توان روی تابلو نوشت)
و اکنون کار آزمایشگاهی را انجام خواهید داد، که در طی آن تعیین خواهید کرد که چگونه یک عامل بر سرعت واکنش های شیمیایی تأثیر می گذارد. برای این کار قبلا به 5 گروه تقسیم شده اید. هر گروه وظیفه خود را دارد. شما باید آزمایشی را دقیقاً طبق دستورالعمل انجام دهید ، به سؤالات پیشنهادی پاسخ دهید ، جدول را پر کنید. برای یافتن پاسخ سوالات، می توانید از ادبیات اضافی در دسترس خود استفاده کنید. رعایت قوانین ایمنی را فراموش نکنید. پس از پایان مطالعه، نتایج شما را مورد بحث قرار خواهیم داد (دانش آموزان بر اساس کارت های آموزشی کار می کنند)
بیا شروع کنیم. بسته به اینکه کدام ماده واکنش نشان می دهد، واکنش ها می توانند بسیار سریع، حتی با انفجار، با سرعت متوسط یا بسیار آهسته انجام شوند. بنابراین یکی از عوامل موثر بر سرعت واکنش، ماهیت واکنش دهنده هاست. ماهیت مواد واکنش دهنده به عنوان ترکیب، ساختار، تأثیر متقابل اتم ها بر یکدیگر درک می شود. و چگونه این تأثیر اتفاق می افتد، او اکنون به ما خواهد گفت (عملکرد گروهی)
بر اساس سینتیک شیمیایی، زمانی که مولکول ها با یکدیگر تعامل دارند، مواد جدید تشکیل می شوند. بنابراین، هرچه حجم ذرات بیشتر باشد، در زمان بیشتر با هم برخورد می کنند. در نتیجه، غلظت واکنش دهنده ها نیز بر سرعت واکنش های شیمیایی تأثیر می گذارد. و این تأثیر به ما خواهد گفت (عملکرد گروه)
عامل بعدی که روی آن تمرکز خواهیم کرد دما (عملکرد دانش آموز) است.
برای اکثریت قریب به اتفاق واکنش های شیمیایی، سرعت آنها با افزایش دما افزایش می یابد. وابستگی سرعت واکنش به دما توسط قانون van't Hoff تعیین می شود:
با افزایش دما برای هر 10 0 ، سرعت واکنش 2-4 برابر افزایش می یابد.
این قانون را می توان با استفاده از فرمول نمایش داد:
ʋ t 2 \u003d ʋ t 1 γ t 2 - t 1 / 10
که در آن γ ضریب دما است که به ماهیت واکنش دهنده ها و کاتالیزور بستگی دارد.
عامل بعدی که ما را مورد توجه قرار می دهد سطح تماس واکنش دهنده ها (عملکرد دانش آموز) است.
تأثیر این عامل بر سرعت واکنش های شیمیایی تنها در صورتی امکان پذیر است که واکنش ناهمگن باشد، یعنی. واکنش دهنده ها در حالت های مختلف تجمع هستند.
اگر مواد واکنش دهنده در یک حالت تجمع باشند، به عنوان مثال. واکنش همگن است، سپس سطح تماس واکنش دهنده ها بر سرعت واکنش تأثیر نمی گذارد.
آخرین عاملی که بر سرعت یک واکنش شیمیایی تأثیر می گذارد، باقی مانده است - این اثر یک کاتالیزور است. بیایید از درس زیست شناسی به یاد بیاوریم که به چه موادی کاتالیزور می گوییم.
کاتالیزورها موادی هستند که سرعت واکنش را تغییر می دهند اما بدون تغییر باقی می مانند.
بسته به اینکه کاتالیزورها چگونه بر سرعت واکنش تأثیر می گذارند، آنها به دو گروه تقسیم می شوند:
کاتالیزورهای "+" - سرعت واکنش های شیمیایی را افزایش می دهند. این شامل اکثر کاتالیزورهای بیولوژیکی - آنزیم ها می شود.
کاتالیزورها یا بازدارنده های "-" - سرعت واکنش های شیمیایی را کاهش می دهند. اینها شامل آنتی اکسیدان ها هستند - اینها مهارکننده های طبیعی یا مصنوعی هستند که می توانند روند اکسیداسیون را کاهش دهند. از آنها برای جلوگیری از فاسد شدن غذا استفاده می شود. به عنوان مثال، اسید اسکوربیک.
ما با شما تمام عوامل موثر بر سرعت واکنش های شیمیایی را در نظر گرفته ایم. بیا دوباره باهاشون تماس بگیریم
لنگر انداختن اولیه
انجام یک کار آزمایشی (طبق گزینه ها)، حل مسائل
کلید آزمون: گزینه 1 - 1-1. 2-1; 3-4; 4-4; 5-3; 6-2; B1 - 3421; B2-2
گزینه 2 - 1-2; 2-1; 3-2; 4-4; 5-2; 6-3; B1 - 3412; B2-1
وظیفه:تعیین کنید که سرعت برخی از واکنش ها چگونه تغییر می کند:
الف) هنگامی که دما از 10 درجه به 50 درجه سانتیگراد افزایش می یابد.
ب) هنگامی که دما از 10 درجه به 0 درجه سانتیگراد کاهش می یابد.
ضریب دمایی واکنش 3 است.
مشق شب
خلاصه را تکرار کنید، آخرین ستون جدول را پر کنید. وظیفه فردی: در "3" - پیدا کنید حقایق جالببا موضوع "سرعت یک واکنش شیمیایی"؛ در "4" - آزمایشی را با موضوع "سرعت یک واکنش شیمیایی" انجام دهید. در "5" - با موضوع "سرعت یک واکنش شیمیایی" کار کنید
انعکاس
در پایان درس از دانش آموزان خواسته می شود جملات زیر را کامل کنند:
امروز فهمیدم...
متعجب شدم...
حالا من می توانم ...
من دوست دارم…
بزرگترین مشکل این بود...
با کارم در درس من ... (راضی / ناراضی)
بچه ها، امروز همه شما به عنوان محقق در درس کار بسیار خوبی انجام دادید. می بینم که شما به موضوع درس تسلط دارید و این مهمترین نکته در کار مشترک ما بود. ممنون از درس.
نقشه آموزشی شماره 1
وابستگی سرعت واکنش به ماهیت واکنش دهنده ها
ورزش: 1 میلی لیتر اسید را در سه لوله آزمایش بریزید. در لوله آزمایش اول منیزیم، لوله آزمایش دوم روی و در لوله سوم مس قرار دهید. میزان برهمکنش فلزات را با اسید مقایسه کنید. به نظر شما دلیل نرخ واکنش متفاوت برهمکنش اسید با فلزات چیست. با توجه به تجربه جدول را پر کنید.
| شماره لوله | شرایط تجربه | مشاهدات | |
نقشه آموزشی شماره 2
وابستگی سرعت واکنش به غلظت واکنش دهنده ها
ورزش: 1 میلی لیتر اسید را در 2 لوله آزمایش بریزید. 0.5 میلی لیتر آب به لوله اول اضافه کنید. 2-3 گرانول روی را در هر دو لوله قرار دهید. تکامل گاز در کدام یک از لوله های آزمایش سریعتر آغاز شد؟ چرا؟ در مورد وابستگی سرعت واکنش به غلظت واکنش دهنده ها نتیجه گیری کنید. با توجه به تجربه جدول را پر کنید.
| شماره لوله | شرایط تجربه | مشاهدات | |
نقشه آموزشی شماره 3
وابستگی سرعت واکنش به دما
ورزش: 1 میلی لیتر اسید را در دو لوله آزمایش بریزید. 2-3 گرانول روی را در هر دو لوله قرار دهید. یکی از لوله های آزمایش را گرم کنید. در کدام یک از لوله های آزمایش، تکامل گاز با شدت بیشتری پیش می رود؟ چرا؟ در مورد وابستگی سرعت واکنش به دما نتیجه گیری کنید. با توجه به تجربه جدول را پر کنید.
| شماره لوله | شرایط تجربه | مشاهدات | |
نقشه آموزشی شماره 4
وابستگی سرعت واکنش به سطح تماس واکنش دهنده ها (برای واکنش های ناهمگن)
ورزش: 1 میلی لیتر اسید را در دو لوله آزمایش بریزید. یک میخ آهنی را در یک لوله آزمایش و براده های آهن را در لوله دیگر قرار دهید. در کدام لوله واکنش سریعتر است؟ چرا؟ در مورد وابستگی سرعت واکنش به سطح تماس واکنش دهنده ها نتیجه گیری کنید. با توجه به تجربه جدول را پر کنید.
| شماره لوله | شرایط تجربه | مشاهدات | |
نقشه آموزشی شماره 5
وابستگی نرخ واکنش به کاتالیزورها
ورزش: 1 میلی لیتر پراکسید هیدروژن را در دو لوله آزمایش بریزید. با احتیاط چند کریستال اکسید منگنز (IV) را در یک لوله آزمایش بریزید. در کدام یک از لوله های آزمایش تکامل سریع گاز مشاهده می شود؟ چرا؟ اکسید منگنز چه نقشی در این واکنش دارد؟ در مورد وابستگی سرعت واکنش به کاتالیزور نتیجه گیری کنید. با توجه به تجربه جدول را پر کنید.
| شماره لوله | شرایط تجربه | مشاهدات | |
| عوامل موثر بر سرعت | نتیجه گیری |
| ماهیت واکنش دهنده ها | |
| غلظت واکنش دهنده | |
| درجه حرارت | |
| سطح تماس واکنش دهنده ها | |
| کاتالیزورها |
