Datums _____________ Nodarbība _______________
Temats:
Ķīmiskās reakcijas ātruma jēdziens. Katalizatori. Ķīmiskais līdzsvars
Nodarbības mērķi:
atkārtot un nostiprināt zināšanas par atgriezeniskām reakcijām, ķīmisko līdzsvaru; veidot idejas par katalizatoriem un katalīzi.
Nodarbību laikā
1. Laika organizēšana nodarbība. 2. Jauna materiāla apgūšana Jūs esat pazīstams ar jēdzienu "ātrums" no fizikas kursa. V vispārējs skatsātrums ir vērtība, kas parāda, kā mainās kāds raksturlielums laika vienībā.Ķīmiskās reakcijas ātrums ir vērtība, kas parāda, kā mainās izejvielu vai reakcijas produktu koncentrācijas laika vienībā. Lai novērtētu ātrumu, ir jāmaina vienas vielas koncentrācija.1. Lielākā interese apzīmē reakcijas, kas notiek viendabīgā (homogēnā) vidē.Homogēnas sistēmas (viendabīgas) - gāze/gāze, šķidrums/šķidrums - Reakcijas notiek visā apjomā. Matemātiski ķīmiskās homogēnas reakcijas ātrumu var attēlot, izmantojot formulu:2. Neviendabīgai reakcijai reakcijas ātrumu nosaka vielu molu skaits, kas nonāk vai veidojas reakcijas rezultātā, laika vienībā uz virsmas vienību:Heterogēnas (heterogēnas) sistēmas – ciets/šķidrums, gāze/ciets, šķidrums/gāze - reakcijas notiek saskarnē. Pa šo ceļu, ķīmiskās reakcijas ātrums norāda uz daudzuma izmaiņām vielas laika vienībā, tilpuma vienībā vai saskarnes vienībā. Reakciju ātruma atkarība no dažādiem faktoriem
Nosacījumi
Darbojošo masu likums Ķīmiskās reakcijas ātrums ir tieši proporcionāls reaģentu koncentrācijas reizinājumam. Palielinoties vismaz vienas reaģējošās vielas koncentrācijai, ķīmiskās reakcijas ātrums palielinās atbilstoši kinētiskajam vienādojumam.Apsveriet vispārējo reakcijas vienādojumu: aA + bB = cC + dD, kur A, B, C, D - gāzes, šķidrumiŠai reakcijai kinētiskais vienādojums ir šāds:
Ātruma pieauguma iemesls ir reaģējošo daļiņu sadursmju skaita pieaugums, jo palielinās daļiņu daudzums tilpuma vienībā.
Ķīmiskās reakcijas, kas notiek homogēnās sistēmās (gāzu maisījumos, šķidros šķīdumos), tiek veiktas daļiņu sadursmes dēļ. Tomēr ne katra reaģentu daļiņu sadursme izraisa produktu veidošanos. Tikai daļiņas ar palielinātu enerģiju -aktīvās daļiņas, spēj veikt ķīmisku reakciju. Paaugstinoties temperatūrai, palielinās daļiņu kinētiskā enerģija un palielinās aktīvo daļiņu skaits, tāpēc notiek ķīmiskās reakcijas plkst. augsta temperatūra plūst ātrāk nekā zemā temperatūrā. Reakcijas ātruma atkarību no temperatūras nosaka van't Hoff likums:paaugstinoties temperatūrai par katriem 10°C, reakcijas ātrums palielinās 2-4 reizes.
Van't Hoff noteikums ir aptuvens un ir piemērojams tikai aptuvenai temperatūras ietekmes uz reakcijas ātrumu novērtēšanai.
Katalizatori ir vielas, kas palielina ķīmiskās reakcijas ātrumu.Tie mijiedarbojas ar reaģentiem, veidojot starpposma ķīmisko savienojumu un tiek atbrīvoti reakcijas beigās.Katalizatoru ietekmi uz ķīmiskajām reakcijām sauckatalīze . Atkarībā no agregācijas stāvokļa, kurā atrodas katalizators un reaģenti, ir jānošķir:
viendabīga katalīze (katalizators ar reaģējošām vielām veido viendabīgu sistēmu, piemēram, gāzu maisījumu);
neviendabīga katalīze (katalizators un reaģenti atrodas dažādās fāzēs; katalīze notiek saskarnē).
Viela, kas palēnina reakcijas ātrumu
1. Starp visām zināmajām reakcijām ir atgriezeniskas un neatgriezeniskas reakcijas. Pētot jonu apmaiņas reakcijas, tika uzskaitīti apstākļi, kādos tās beidzas. ( ). Ir arī zināmas reakcijas, kas noteiktos apstākļos nenotiek līdz galam. Tā, piemēram, kad sēra dioksīds tiek izšķīdināts ūdenī, notiek šāda reakcija: SO 2 + H 2 O→ H 2 SO 3 . Bet izrādās, ka ūdens šķīdumā var veidoties tikai noteikts daudzums sērskābes. Tas ir saistīts ar faktu, ka sērskābe ir trausla, un notiek apgrieztā reakcija, t.i. sadalīšanās sēra oksīdā un ūdenī. Tāpēc šī reakcija nebeidzas, jo vienlaikus notiek divas reakcijas -taisni (starp sēra oksīdu un ūdeni) unotrādi (sērskābes sadalīšanās). SO 2 + H 2 O↔ H 2 SO 3 . Tiek sauktas ķīmiskās reakcijas, kas notiek noteiktos apstākļos savstarpēji pretējos virzienos atgriezenisks.2. Jo ātrums ķīmiskās reakcijas atkarīgs no reaģentu koncentrācijas, tad sākumā tiešās reakcijas ātruma( υpr ) jābūt maksimālajam,un apgrieztās reakcijas ātrums (υ arr ) ir vienāds ar nulli. Laika gaitā reaģentu koncentrācija samazinās, un reakcijas produktu koncentrācija palielinās. Tāpēc tiešās reakcijas ātrums samazinās un apgrieztās reakcijas ātrums palielinās. V noteiktu brīdi Laika gaitā tiešās un apgrieztās reakcijas ātrums kļūst vienāds:
Visās atgriezeniskajās reakcijās tiešās reakcijas ātrums samazinās, apgrieztās reakcijas ātrums palielinās, līdz abi ātrumi kļūst vienādi un tiek izveidots līdzsvara stāvoklis:
υ
pr =
υ
arr
Tiek saukts sistēmas stāvoklis, kurā tiešās reakcijas ātrums ir vienāds ar apgrieztās reakcijas ātrumu
ķīmiskais līdzsvars.
Ķīmiskā līdzsvara stāvoklī kvantitatīvā attiecība starp reaģējošām vielām un reakcijas produktiem paliek nemainīga: cik reakcijas produkta molekulu veidojas laika vienībā, tik daudzas no tām sadalās. Tomēr ķīmiskā līdzsvara stāvoklis tiek saglabāts tik ilgi, kamēr paliek nemainīgi reakcijas apstākļi: koncentrācija, temperatūra un spiediens. Kvantitatīvi aprakstīts ķīmiskā līdzsvara stāvoklismasu darbības likums.
Līdzsvara stāvoklī reakcijas produktu koncentrāciju reizinājuma (to koeficientu pakāpēs) attiecība pret reaģentu koncentrāciju reizinājumu (arī to koeficientu pakāpēs) ir nemainīga vērtība, kas nav atkarīga no sākotnējās koncentrācijas. vielas iekšā reakcijas maisījums.
Šo konstanti sauclīdzsvara konstante
-
k
Tātad par reakciju: N 2
(D) + 3 H 2
(G)↔
2
NH 3
(D) + 92,4 kJlīdzsvara konstanti izsaka šādi:υ
1
=
υ
2
υ
1
(tieša reakcija)
=
k
1
[
N
2
][
H
2
]
3
, kur
– līdzsvara molārās koncentrācijas, = mol/l
υ
2
(apgrieztā reakcija)
=
k
2
[
NH
3
]
2
k
1
[
N
2
][
H
2
]
3
=
k
2
[
NH
3
]
2
K
lpp
=
k
1
/
k
2
= [
NH
3
]
2
/ [
N
2
][
H
2
]
3
–
līdzsvara konstante
.
Ķīmiskais līdzsvars ir atkarīgs no koncentrācijas, spiediena, temperatūras.
Princips
nosaka līdzsvara sajaukšanas virzienu:Ja uz sistēmu, kas atrodas līdzsvarā, tika iedarbināta ārēja ietekme, tad līdzsvars sistēmā mainīsies pretējā virzienā šai ietekmei.
1) Koncentrācijas ietekme
- ja tiek palielināta izejvielu koncentrācija, tad līdzsvars pāriet uz reakcijas produktu veidošanos.Piemēram,
K
lpp
=
k
1
/
k
2
= [
NH
3
]
2
/ [
N
2
][
H
2
]
3
Ja pievieno reakcijas maisījumam, piemēram
slāpeklis, t.i. reaģenta koncentrācija palielinās, saucējs K izteiksmē palielinās, bet, tā kā K ir konstante, tad arī skaitītājam ir jāpalielinās, lai izpildītu šo nosacījumu. Tādējādi reakcijas maisījumā palielinās reakcijas produkta daudzums. Šajā gadījumā mēs runājam par ķīmiskā līdzsvara nobīdi pa labi, produkta virzienā.
Tādējādi reaģentu (šķidru vai gāzveida) koncentrācijas palielināšanās pāriet uz produktiem, t.i. uz tiešu reakciju. Produktu koncentrācijas palielināšanās (šķidruma vai gāzveida) novirza līdzsvaru uz reaģentiem, t.i. uz muguras reakciju.
Cietās vielas masas izmaiņas nemaina līdzsvara stāvokli.
2) Temperatūras ietekme
Temperatūras paaugstināšanās novirza līdzsvaru uz endotermisku reakciju.a)
N
2
(D) + 3
H
2
(G)
↔
2
NH
3
(D) + 92,4 kJ (eksotermiska — siltuma izdalīšanās)
Temperatūrai paaugstinoties, līdzsvars mainīsies amonjaka sadalīšanās reakcijas virzienā (
←
)
b)
N
2
(D) +
O
2
(G)
↔
2
NĒ
(G) - 180,8 kJ
(endotermisks -
siltuma absorbcija)
Temperatūrai paaugstinoties, līdzsvars mainīsies veidošanās reakcijas virzienā
NĒ
(
→
)
3) Spiediena ietekme (tikai gāzveida vielām)
- palielinoties spiedienam, līdzsvars pāriet uz mazāku tilpumu aizņemošu vielu veidošanos.N
2
(D) + 3
H
2
(G)
↔
2
NH
3
(G)
1
V
-
N
2
3
V
-
H
2
2
V
–
NH
3
Kad spiediens paaugstinās (
P
): pirms reakcijas
4
V
gāzveida vielas
→
pēc reakcijas
2
V
gāzveida vielas, tāpēc līdzsvars pāriet pa labi (
→
)
Palielinoties spiedienam, piemēram, 2 reizes, gāzu tilpums samazinās tikpat reižu, un tāpēc visu gāzveida vielu koncentrācija palielināsies 2 reizes.
K
lpp
=
k
1
/
k
2
= [
NH
3
]
2
/ [
N
2
][
H
2
]
3
Šajā gadījumā K izteiksmes skaitītājs palielināsies par 4
reizes, un saucējs ir 16 reizes, t.i. vienlīdzība tiks lauzta. Lai to atjaunotu, ir jāpalielina koncentrācija
amonjaks
un samazināt koncentrāciju
slāpeklis
un
ūdeņradis. Līdzsvars nobīdīsies pa labi.
Tātad, palielinoties spiedienam, līdzsvars pāriet uz tilpuma samazināšanos, un, kad spiediens samazinās, tas virzās uz tilpuma palielināšanos.
Spiediena maiņa praktiski neietekmē cieto un šķidro vielu tilpumu, t.i. nemaina to koncentrāciju. Līdz ar to reakciju līdzsvars, kurā gāzes nepiedalās, praktiski nav atkarīgs no spiediena. !
Vielas, kas ietekmē ķīmiskās reakcijas gaitu
katalizatori.
Bet, izmantojot katalizatoru, gan tiešās, gan apgrieztās reakcijas aktivācijas enerģija samazinās par vienādu daudzumu, un tāpēc
līdzsvars nemainās.
3. Pētītā materiāla konsolidācija
Uzdevums Norādiet, kā tas ietekmēs:a) spiediena palielināšanās;b) temperatūras paaugstināšanās;c) skābekļa koncentrācijas palielināšana, lai līdzsvarotu sistēmu: 2 CO (g) + O 2 (g) ↔ 2 CO 2 (g) + QRisinājums: a) Spiediena izmaiņasmaina reakciju līdzsvaru, iesaistot gāzveida vielas (d). Gāzveida vielu tilpumus pirms un pēc reakcijas noteiksim ar stehiometriskajiem koeficientiem:Saskaņā ar Le Šateljē principu,ar pieaugošu spiedienu,
līdzsvars maināsuz mazāku tilpumu aizņemošu vielu veidošanos, tāpēc līdzsvars nobīdīsies pa labi, t.i. ceļā uz CO veidošanos 2
, uz tiešo reakciju(→)
.
b) Saskaņā ar Le Šateljē principu,kad temperatūra paaugstinās, līdzsvars maināsuz endotermisku reakciju (- J ), t.i. reversās reakcijas virzienā - CO sadalīšanās reakcija 2
(←)
, jo ieslēgts enerģijas nezūdamības likums: Q- 2 CO (g) + O 2 (g) ↔ 2 CO 2 (g) + Qv) Palielinoties skābekļa koncentrācijaisistēmas līdzsvars maināsceļā uz CO saņemšanu 2
(→)
jo reaģentu (šķidru vai gāzveida) koncentrācijas pieaugums pāriet uz produktiem, t.i. uz tiešu reakciju.
4. Mājasdarbs.
14. lpp., Pabeidziet uzdevumu pa pāriem1. piemērs
Cik reizes sistēmā mainīsies tiešās un apgrieztās reakcijas ātrums: 2 SO 2 (g) + O 2 (g) \u003d 2 SO 3 (g) ja gāzu maisījuma tilpumu trīskāršo? Kādā virzienā mainīsies sistēmas līdzsvars?Risinājums.
Apzīmēsim reaģējošo vielu koncentrācijas: [ SO 2 ]= a,
[O 2] = b,
[SO3] = Ar.
Saskaņā ar ātruma masu darbības likumuv
uz priekšu un atpakaļ vērstās reakcijas pirms tilpuma maiņas:v pr = Ka
2
b v arr
=
UZ
1
Ar
2
.
Pēc viendabīgas sistēmas tilpuma samazināšanas trīs reizes, katra reaģenta koncentrācija palielināsies trīs reizes: [ SO 2
] = 3
a
, [O 2
] =
3
b;
[
SO 3
] = 3
Ar
. Pie jaunām ātruma koncentrācijām
v’
reakcija uz priekšu un atpakaļ:v’
utt
=
UZ
(3
a
)
2
(3
b) = 27
Ka
2
bv’
arr
=
UZ
1
(3
Ar
)
2
= 9
UZ
1
Ar
2
No šejienes:
Līdz ar to tiešās reakcijas ātrums palielinājās 27 reizes, bet pretējās - tikai deviņas reizes. Sistēmas līdzsvars ir novirzījies uz izglītību SO 3 . 2. piemērs Aprēķiniet, cik reizes palielināsies reakcijas ātrums, kas notiek gāzes fāzē, temperatūrai paaugstinoties no 30 līdz 70 O C, ja reakcijas temperatūras koeficients ir 2.Risinājums. Ķīmiskās reakcijas ātruma atkarību no temperatūras nosaka Van Hofa empīriskais noteikums pēc formulas:
Tāpēc reakcijas ātrums
νТ 2
70 grādu temperatūrā O Ar lielāku reakcijas ātrumu
νТ 1
30 grādu temperatūrā O C 16 reizes.3. piemērs
Viendabīgas sistēmas līdzsvara konstante:CO(g) + H 2
O(g) = CO 2
(d) + H 2
(G)pie 850 O C ir vienāds ar 1. Aprēķiniet visu vielu koncentrācijas līdzsvara stāvoklī, ja sākotnējās koncentrācijas ir: [CO] ref
\u003d 3 mol/l, [N 2
O] ref
= 2 mol/l.Risinājums.
Līdzsvara stāvoklī tiešās un apgrieztās reakcijas ātrums ir vienāds, un šo ātrumu konstantu attiecība ir nemainīga un tiek saukta par dotās sistēmas līdzsvara konstanti:v pr =
UZ
1
[SAPNIS 2
O]v arr
= K 2
[CO 2
][N 2
]
Problēmas stāvoklī ir dotas sākotnējās koncentrācijas, savukārt izteiksmē
UZ
R ietver tikai visu sistēmā esošo vielu līdzsvara koncentrācijas. Pieņemsim, ka līdz koncentrācijas līdzsvara brīdim [СО 2
]
R
=
X
mol/l. Atbilstoši sistēmas vienādojumam šajā gadījumā būs arī izveidoto ūdeņraža molu skaits
X
mol/l. Par tādu pašu dzimumzīmju skaitu (X
mol/l) CO un H 2
O iztērēta izglītībai
X
moli CO 2
un H 2
. Tāpēc visu četru vielu līdzsvara koncentrācijas ir:[CO 2
]
R
= [N 2
]
R
=
X
mol/l;
[CO] R
= (3 –
X
) mol/l;[N 2
O] R
= (2 –
X
) mol/l.Zinot līdzsvara konstanti, mēs atrodam vērtību
X
, un pēc tam visu vielu sākotnējās koncentrācijas:
Tādējādi vēlamās līdzsvara koncentrācijas ir:[CO 2 ] R = 1,2 mol/l;[N 2 ] R = 1,2 mol/l;[CO] R \u003d 3 - 1,2 \u003d 1,8 mol / l;[N 2 O] R \u003d 2 - 1,2 \u003d 0,8 mol / l.
O.I. Ivanova, ķīmijas skolotāja, MBOU "Napolnokotyakskaya vidusskola" Kanashsky rajons Čečenijas Republikā
Nodarbība "Faktori, kas ietekmē ķīmiskās reakcijas ātrumu"
Nodarbības mērķis:ķīmiskās reakcijas ātrumu ietekmējošo faktoru izpēte
Uzdevumi:
uzzināt, kādi faktori ietekmē ķīmisko reakciju ātrumu
mācīt izskaidrot katra faktora ietekmi;
stimulēt skolēnu izziņas darbību, veidojot problēmsituāciju;
veidot skolēnu kompetences (izglītojoši-kognitīvās, komunikatīvās, veselību taupošās);
uzlabot studentu praktiskās iemaņas.
Nodarbības veids: problēmdialoģisks.
Darba formas: grupa, individuāla.
Aprīkojums un reaģenti: mēģeņu komplekts, turētājs mēģenēm, statīvs, spirta lampa, šķemba, sērkociņi, cinka granulas, cinka pulveris, vara oksīda pulveris, magnijs, sērskābes šķīdums (10% šķīdums), ūdeņraža peroksīds, kālija dihromāts , vara sulfāts, dzelzs nags, nātrija hidroksīds, krīts.
Nodarbību laikā:
1. posms:
Zvanīt: Sveiki puiši! Šodien iepazīstināsim ar sevi kā zinātnieki-pētnieki. Bet, pirms sākam apgūt jaunu materiālu, vēlos nodemonstrēt nelielu eksperimentu. Lūdzu, apskatiet tabulu un izsakiet savus minējumus par šo reakciju gaitu:
A) vara un dzelzs sulfāts;
B) vara sulfāta un kālija hidroksīda šķīdums
Vai šīs reakcijas notiks? Lūdzu, dodieties uz tāfeles un uzrakstiet šo reakciju vienādojumus.
Apsveriet šos piemērus (eksperimentu veic skolotājs).
Uz galda ir divas mēģenes, abās ir vara sulfāta šķīdums, bet vienā mēģenē, pievienojot nātrija hlorīdu, abās mēģenēs nolaižam alumīnija granulu. Ko mēs redzam?
PROBLĒMA: Kāpēc otrajā gadījumā mēs neredzam reakcijas pazīmes, vai mūsu pieņēmumi ir nepareizi?
SECINĀJUMS: Ķīmiskās reakcijas notiek dažādos ātrumos. Daži no tiem notiek lēni, vairākus mēnešus, piemēram, dzelzs korozija vai fermentācija (fermentācija) vīnogu sula kā rezultātā rodas vīns. Citi tiek pabeigti nedēļās vai dienās, piemēram, glikozes alkoholiskā fermentācija. Vēl citi beidzas ļoti ātri, piemēram, nešķīstošu sāļu nogulsnēšanās, un daži notiek uzreiz, piemēram, sprādzieni.
Gandrīz uzreiz, ļoti ātri rodas daudzas reakcijas ūdens šķīdumi: tās ir jonu reakcijas, kas notiek kopā ar nogulšņu, gāzes vai neitralizācijas reakciju veidošanos.
Tagad atcerēsimies, ko jūs zināt par ķīmisko reakciju ātrumu.
Jēdziena izpratne. Uzskaitiet definīciju, formulas, mērvienību.
PROBLĒMA: Kas jums jāzina, lai varētu kontrolēt ķīmiskās reakcijas ātrumu? (Uzziniet, kādi apstākļi ietekmē ātrumu)
Kādi ir šo nosacījumu nosaukumi, kurus jūs tikko uzskaitījāt? (Faktori)
Uz galdiem jūsu priekšā ķīmiskie instrumenti un reaģenti. Kā jūs domājat, kādam nolūkam veiksiet eksperimentus? (Lai izpētītu faktoru ietekmi uz reakciju ātrumu)
Tagad mēs nonākam pie šodienas nodarbības tēmas. Šajā nodarbībā mēs aplūkosim faktorus.
Rakstām kladēs tēmas nosaukumu un datumu.
IIposms:
SATURA IZVĒROŠANA.
Kādi faktori ietekmē ķīmisko reakciju ātrumu?
Studenti uzskaita: temperatūru, reaģentu īpašības, koncentrāciju, saskares virsmu, katalizatorus.
Kā viņi var mainīt reakcijas ātrumu?(Skolēni piedāvā savus minējumus)
Skolotājs: Visu šo faktoru ietekmi uz ķīmisko reakciju ātrumu var izskaidrot, izmantojot vienkāršu teoriju - sadursmju teoriju. Tās galvenā ideja ir šāda: reakcijas notiek, kad saduras reaģentu daļiņas, kurām ir noteikta enerģija. No tā mēs varam izdarīt šādus secinājumus:
Jo vairāk reaģentu daļiņu, jo lielāka iespējamība, ka tās saduras un reaģēs.
Tikai efektīvas sadursmes izraisa reakciju, t.i. tādas, kurās tiek iznīcinātas vai vājinātas "vecās saites" un tāpēc var veidoties "jaunas". Bet tam daļiņām jābūt noteiktai enerģijai.
Minimālo enerģijas pārpalikumu, kas nepieciešams efektīvai reaģentu daļiņu sadursmei, sauc par aktivācijas enerģiju (definīcijas ierakstīšana piezīmjdatoros).
Tādējādi ceļā uz visām daļiņām, kas nonāk reakcijā, ir noteikta barjera, kas vienāda ar aktivācijas enerģiju. Ja tas ir mazs, tad ir daudz daļiņu, kas to veiksmīgi pārvar. Ar lielu enerģijas barjeru tās pārvarēšanai nepieciešama papildu enerģija, dažreiz pietiek ar “labu grūdienu”.
Pievēršamies Leonardo da Vinči apgalvojumam (Pieredzē nepārbaudītas zināšanas ir neauglīgas un kļūdu pilnas).
Skolotājs: Kā jūs saprotat šo vārdu nozīmi?(pārbaudes teorija ar praksi)
Jā, patiešām, jebkura teorija ir jāpārbauda arī praksē. Tālāk jums pašam ir jāizpēta dažādi reakcijas ātruma faktori. Lai to izdarītu, jūs veiksit reakcijas, vadoties pēc instrukcijām uz tabulām, sastādot eksperimenta protokolu. Pēc tam vienam skolēnam no grupas būs jāiet pie tāfeles, jāpaskaidro, kāda faktora ietekmi esi apsvēris, uz tāfeles jāuzraksta vienādojumi un jāizdara secinājums atbilstoši sadursmes teorijai un aktivizācijas teorijai.
TV instrukcija.
PRAKTISKĀ DARBA VEIKŠANA GRUPĀS
1. karte. Faktori, kas ietekmē ķīmiskās reakcijas ātrumu:
1. Reaģentu veids.
Ielejiet nedaudz sērskābes divās mēģenēs.
2. Vienā iemērciet nelielu daudzumu magnija, bet otrā - cinka granulu.
3. Salīdziniet dažādu metālu mijiedarbības ātrumu ar sērskābi.
4. Kāds, jūsuprāt, ir iemesls dažādajiem skābju reakciju ātrumiem ar šiem metāliem?
5. Kāda faktora ietekmi jūs noskaidrojāt šī darba laikā?
6. Laboratorijas darbu protokolā atrodiet Jūsu pieredzei atbilstošas pusreakcijas un aizpildiet reakciju vienādojumus.
2. kartīte. Faktori, kas ietekmē ķīmiskās reakcijas ātrumu:
2. Reaģentu koncentrācija.
Esiet uzmanīgi, rīkojoties ar vielām. Atcerieties drošības noteikumus.
1. Divās mēģenēs ielej 1-2 ml sērskābes.
2. Vienai no mēģenēm pievienojiet tādu pašu ūdens daudzumu.
3. Katrā mēģenē ievietojiet cinka granulu.
4. Kurā no mēģenēm ātrāk sākās ūdeņraža evolūcija?
3. kartīte. Faktori, kas ietekmē ķīmiskās reakcijas ātrumu:
3. Reaģentu saskares zona.
Esiet uzmanīgi, rīkojoties ar vielām. Atcerieties drošības noteikumus.
1. Ieberiet javā nelielu krīta gabalu.
2. Ielejiet nedaudz sērskābes šķīduma divās mēģenēs. Esiet ļoti uzmanīgi, ielejiet tikai nedaudz skābes!
3. Tajā pašā laikā vienā mēģenē ievietojiet pulveri un otrā krīta gabalu.
4. Kurā no mēģenēm reakcija notiks ātrāk?
5. Kāda faktora ietekmi jūs noskaidrojāt šajā eksperimentā?
6. Kā to var izskaidrot sadursmju teorijā?
7. Uzrakstiet reakcijas vienādojumu.
4. karte. Faktori, kas ietekmē ķīmiskās reakcijas ātrumu:
4.Temperatūra.
Esiet uzmanīgi, rīkojoties ar vielām. Atcerieties drošības noteikumus.
1. Abās mēģenēs ielejiet sērskābes šķīdumu un ievietojiet tajās vara oksīda granulu.
2. Viegli uzsildiet vienu no caurulēm. Vispirms nedaudz slīpi karsējam mēģeni, mēģinot sildīt visā garumā, tad tikai apakšējo daļu, jau iztaisnojot mēģeni. Turiet cauruli ar turētāju.
3. Kurā no mēģenēm reakcija norit intensīvāk?
4. Kāda faktora ietekmi jūs noskaidrojāt šajā eksperimentā?
5. Kā to var izskaidrot sadursmju teorijā?
6. Uzrakstiet reakcijas vienādojumu.
5. kartīte. Faktori, kas ietekmē ķīmiskās reakcijas ātrumu:
5. Īpašu vielu - katalizatoru klātbūtne vielas, kas palielina ķīmiskās reakcijas ātrumu.
Esiet uzmanīgi, rīkojoties ar vielām. Atcerieties drošības noteikumus.
Ielejiet ūdeņraža peroksīdu divās glāzēs.
Vienā no mēģenēm uzmanīgi apkaisa dažus kālija dihromāta kristālus. Iegūto šķīdumu samaisiet ar stikla stieni.
Aizdedziet šķembu un pēc tam nodzēsiet to. Pienes gruzdošo šķembu šķīdumiem abās vārglāzēs pēc iespējas tuvāk šķīdumam, bet nepieskaroties šķidrumam. Lāpai vajadzētu iedegties.
Kurā no mēģenēm ir novērojama strauja gāzes izdalīšanās? Kas šī ir par gāzi?
Kādu lomu šajā reakcijā spēlē kālija dihromāts?
Kādu faktoru ietekmi jūs noskaidrojāt šajā eksperimentā?
Uzrakstiet reakcijas vienādojumu.
IEGŪTO REZULTĀTU APSPRIEŠANA.
Uz diskusiju no katras darba grupas pie padomes nāk viens students (pēc kārtas)
Laboratorijas darbu kopsavilkuma protokola sastādīšana, pamatojoties uz atbildēm uz semināra jautājumiem.
Reakciju vienādojumi tiek uzrakstīti uz tāfeles un izdarīti attiecīgie secinājumi. Visi pārējie studenti secinājumus un vienādojumus ieraksta protokolos.
Reaģentu rakstura ietekme
Problēma:
Skolotājs: uzņemto vielu masas, cietvielu masas, sālsskābes koncentrācija, reakcijas apstākļi ir vienādi, bet notiekošo procesu intensitāte (ūdeņraža izdalīšanās ātrums) atšķiras?
Diskusija:
Studenti: mēs paņēmām dažādi metāli.
Skolotājs: Visas vielas sastāv no ķīmisko elementu atomiem. Kāda ir atšķirība ķīmiskie elementi pēc jūsu zināšanām par Periodisko likumu un D. I. Mendeļejeva periodisko sistēmu?
Studenti: Sērijas numurs, pozīcija D. I. Mendeļejeva Periodiskajā sistēmā, tas ir, tiem ir atšķirīga elektroniskā struktūra, un tāpēc vienkāršām vielām, ko veido šie atomi, ir atšķirīgas īpašības.
Skolotājs: tas ir, šīm vielām ir atšķirīgs raksturs. Tādējādi ķīmiskās reakcijas ātrums būs atkarīgs no konkrētā reaģenta rakstura, jo tiem ir dažādas struktūras un īpašības.
Secinājums:
Studenti:Ķīmiskās reakcijas ātrums būs atkarīgs no reaģentu rakstura: jo aktīvāks ir metāls (viela), jo lielāks ir ķīmiskās reakcijas ātrums.
Koncentrācijas ietekme
Problēma: visu reaģējošo vielu raksturs, eksperimenta veikšanas nosacījumi ir vienādi, bet notiekošo procesu intensitāte (ūdeņraža izdalīšanās ātrums) ir atšķirīga?
Diskusija:
Skolotājs: kāpēc ķīmiskās reakcijas ātrums ir atšķirīgs, jo reaģē vienas ķīmiskās dabas vielas?
Studenti: Pievienojot ūdeni, vienā mēģenē mainījām (samazinājām) sērskābes koncentrāciju, savukārt ūdeņraža izdalīšanās intensitāte samazinājās.
Secinājums:
Studenti:Ķīmiskās reakcijas ātrums būs atkarīgs no reaģentu koncentrācijas: jo lielāka ir reaģentu koncentrācija, jo lielāks ir ķīmiskās reakcijas ātrums.
Skolotājas skaidrojums: REAĢĒJOŠO VIELU KONCENTRĀCIJA.
Jo vairāk reaģenta daļiņu, jo tuvāk tās atrodas viena otrai, jo lielāka iespējamība, ka tās saduras un reaģēs. Pamatojoties uz lielu eksperimentālu materiālu 1867. g. Norvēģu zinātnieki K. Guldbergs un P. Vāge un neatkarīgi 1865. gadā krievu zinātnieks N. I. Beketovs formulēja ķīmiskās kinētikas pamatlikumu, kas nosaka reakcijas ātruma atkarību no reaģentu koncentrācijām:
Reakcijas ātrums ir proporcionāls reaģentu koncentrāciju reizinājumam, kas ir vienāds ar to koeficientiem reakcijas vienādojumā.
Šo likumu arī sauc masu darbības likums.Tas ir derīgs tikai gāzveida un šķidrām vielām!
2A+3B=A2B3 V=k*CA2*.CB3
1. vingrinājums. Uzrakstiet kinētiskos vienādojumus šādām reakcijām:
2. uzdevums.
Kā mainīsies reakcijas ātrums, kam ir kinētiskais vienādojums
v= kCA2CB, ja vielas A koncentrāciju palielina 3 reizes.
Atkarība no reaģentu virsmas laukuma
Problēma:
Skolotājs: visas vielas ir vienādas pēc savas ķīmiskās būtības, vienādas masas un koncentrācijas, tās reaģē vienā temperatūrā, bet ūdeņraža izdalīšanās intensitāte (un līdz ar to arī ātrums) ir atšķirīga.
Diskusija:
Studenti: Vienas masas gabalam un krīta pulverim ir dažādi tilpumi, kas aizņemti mēģenē, dažādas slīpēšanas pakāpes. Kur šī slīpēšanas pakāpe ir vislielākā, ūdeņraža izdalīšanās ātrums ir maksimālais.
Skolotājs:šis raksturlielums ir reaģentu saskares virsmas laukums. Mūsu gadījumā kalcija karbonāta un H2SO4 šķīduma saskares virsmas laukums ir atšķirīgs.
Secinājums:
Studenti:Ķīmiskās reakcijas ātrums ir atkarīgs no reaģentu saskares laukuma: jo lielāks ir reaģentu saskares laukums (slīpēšanas pakāpe), lielāks ātrums reakcijas.
Skolotājs:šāda atkarība ne vienmēr tiek novērota: piemēram, dažām neviendabīgām reakcijām, piemēram, cietās gāzes sistēmā, ļoti augstā temperatūrā (vairāk nekā 500 0 C) ļoti sasmalcinātas (pulverī) vielas spēj saķepināt, tādējādi samazinot reaģējošo vielu saskares virsmas laukumu.
Temperatūras efekts
Problēma:
Skolotājs: eksperimentam ņemtās vielas ir viena rakstura, arī ņemtā CuO pulvera masa un sērskābes koncentrācija ir vienāda, bet reakcijas ātrums ir atšķirīgs.
Diskusija:
Studenti: Tas nozīmē, ka, mainoties reakcijas temperatūrai, mēs mainām arī tās ātrumu.
Skolotājs: Vai tas nozīmē, ka, paaugstinoties temperatūrai, palielināsies visu ķīmisko reakciju ātrums?
Studenti: Nē. Dažas reakcijas notiek ļoti zemā un pat mīnusā temperatūrā.
Secinājums:
Studenti: Tāpēc jebkuras temperatūras izmaiņas par vairākiem grādiem būtiski mainīs ķīmiskās reakcijas ātrumu.
Skolotājs: Praksē šādi skan Van Hofa likums, kas būs spēkā šeit: Mainoties reakcijas temperatūrai uz katriem 10 ºС, ķīmiskās reakcijas ātrums mainās (palielinās vai samazinās) 2-4 reizes.
Skolotāja skaidrojums: TEMPERATŪRA
Jo augstāka temperatūra, jo aktīvākas ir daļiņas, palielinās to kustības ātrums, kas izraisa sadursmju skaita pieaugumu. Reakcijas ātrums palielinās.
Vant Hofa noteikums:
Paaugstinoties temperatūrai uz katriem 10°C, kopējais sadursmju skaits palielinās tikai par ~ 1,6%, un reakcijas ātrums palielinās 2–4 reizes (par 100–300%).
Skaitli, kas parāda, cik reizes reakcijas ātrums palielinās, temperatūrai paaugstinoties par 10 ° C, sauc par temperatūras koeficientu.
Van't Hoff likums ir matemātiski izteikts šādu formulu:
kurV1 - reakcijas ātrums temperatūrāt2 ,
V2 - reakcijas ātrums temperatūrāt1 ,
y- temperatūras koeficients.
Atrisiniet problēmu:
Nosakiet, kā mainīsies kādas reakcijas ātrums, kad temperatūra paaugstināsies no 10 līdz 500C. Reakcijas temperatūras koeficients ir 3.
Risinājums:
Aizvietojiet uzdevuma datus formulā:
reakcijas ātrums palielināsies par 81 reizi.
Katalizatora ietekme
Problēma:
Skolotājs: viela ir viena un tā pati abos gadījumos, raksturs ir vienāds, vienā temperatūrā, reaģenta koncentrācija ir vienāda, kāpēc atšķiras ātrums?
Diskusija:
Skolotājs: Vielas, kas paātrina ķīmiskās reakcijas, sauc par katalizatoriem. Ir vielas, kas palēnina reakcijas, tās sauc par inhibitoriem.
Secinājums:
Studenti: Katalizatori palielina reakcijas ātrumu, samazinot aktivācijas enerģiju. Jo zemāka aktivizācijas enerģija, jo ātrāka reakcija.
Dabā ir plaši izplatītas katalītiskās parādības: elpošana, barības vielu uzsūkšanās šūnās, proteīnu sintēze utt.- tie ir procesi, ko regulē bioloģiskie katalizatori - enzīmi. Katalītiskie procesi ir dzīvības pamats tādā formā, kāda pastāv uz zemes.
Līdzība "Astoņpadsmitais kamielis" (lai izskaidrotu katalizatora lomu)
(ļoti veca arābu līdzība)
Reiz austrumos dzīvoja cilvēks, kas audzēja kamieļus. Viņš strādāja visu savu dzīvi un, kad viņš kļuva vecs, viņš sauca savus dēlus un sacīja:
"Mani bērni! Esmu kļuvis vecs un vājš un drīz nomiršu. Pēc manas nāves sadaliet atlikušos kamieļus, kā es jums saku. Tu, vecākais dēls, strādāji visvairāk - paņem pusi kamieļu sev. Tu, vidējais dēls, tikko sāc man palīdzēt - paņem sev trešo daļu. Un tu, jaunākais, paņem devīto.
Pagāja laiks, un vecais vīrs nomira. Tad dēli nolēma mantojumu sadalīt tā, kā tēvs viņiem bija novēlējis. Viņi izdzina ganāmpulku uz lielu lauku, saskaitīja, un izrādījās, ka barā ir tikai septiņpadsmit kamieļu. Un nebija iespējams tos sadalīt ne ar 2, ne ar 3, ne ar 9! Kas bija jādara, neviens nezināja. Dēli sāka strīdēties, un katrs piedāvāja savu risinājumu. Un viņi jau bija noguruši strīdēties, bet nenonāca pie kopīga lēmuma.
Tobrīd garām gāja kāds ceļotājs uz sava kamieļa. Dzirdot kliegšanu un strīdus, viņš jautāja: "Kas noticis?"
Un dēli stāstīja par savām nepatikšanām. Ceļinieks nokāpa no kamieļa, ielaida to barā un teica: "Tagad atdaliet kamieļus, kā tēvs lika."
Un tā kā bija 18 kamieļi, vecākais dēls paņēma pusi, tas ir, 9, vidējais - trešo, tas ir, 6 kamieļus, un jaunākais devītais, tas ir, divus kamieļus. Un kad viņi šādi sadalīja ganāmpulku, laukā bija palicis vēl viens kamielis, jo 9+6+2 ir 17.
Un ceļotājs uzkāpa kamielī un jāja tālāk.
Laboratorijas darbi (protokols)
| Novērojumi | |||
| Reakcijas ātruma atkarība no reaģentu īpašībām Zn + H2SO4(10%)= Mg + H2SO4(10%)= | V 1 V 2 | ||
| Reakcijas ātruma atkarība no reaģentu koncentrācijas Zn + H2SO4(10%)= | V 1 V 2 | ||
| Reakcijas ātruma atkarība no reaģentu virsmas laukuma neviendabīgām reakcijām Zn(granulas)+ H2SO4(10%)= Zn(pulveris)+ H2SO4(10%)= | V 1 V 2 | ||
| Reakcijas ātruma atkarība no temperatūras CuO + H 2 SO 4 (10 %) = CuO + H 2 SO 4 (10 %) karsēšana = | V 1 V 2 | ||
| Reakcijas ātruma atkarība no katalizatora klātbūtnes K2Cr2O7 | V 1 V 2 |
ATSKAIDROJUMS.
Ko mēs esam iemācījušies šajā nodarbībā?
Izveidojiet kopu par tēmu "Faktori, kas ietekmē XP ātrumu".
Kāpēc mums ir vajadzīgas zināšanas par faktoriem, kas ietekmē ķīmisko reakciju ātrumu?
Vai tie tiek izmantoti ikdienas dzīvē? Ja piemērojams, nosauciet pielietojuma jomas.
Tests par tēmu (5 minūtes).
Pārbaude
1. Ķīmiskās reakcijas ātrumu raksturo:
1) reaģējošo vielu molekulu vai jonu kustība viena pret otru
2) laiks, kas nepieciešams ķīmiskās reakcijas beigām
3) ķīmiskajā reakcijā nonākušās vielas struktūrvienību skaits
4) vielu daudzumu izmaiņas laika vienībā tilpuma vienībā
Palielinoties reaģentu temperatūrai, ķīmiskās reakcijas ātrums ir:
1) samazinās
2) palielinās
3) nemainās
4) periodiski mainās
Palielinoties reaģentu saskares virsmas laukumam, ķīmiskās reakcijas ātrums:
1) samazinās
2) palielinās
3) nemainās
4) periodiski mainās
Palielinoties reaģentu koncentrācijai, ķīmiskās reakcijas ātrums ir:
1) samazinās
2) palielinās
3) nemainās
4) periodiski mainās
Lai palielinātu ķīmiskās reakcijas ātrumu
2CuS (TV)+ 3O2
(G.) = 2CuO(tv.) + 2SO2
(G.)
+
Jnepieciešams:
1) palielināt SO2 koncentrāciju
2) samazināt SO2 koncentrāciju
3) samazināt temperatūru
4) palielināt CuS slīpēšanas pakāpi
Normālos apstākļosar mazāko ātrumupastāv mijiedarbība starp:
3) Zn un HCl (10% šķīdums)
4) Mg un HCl (10% šķīdums)
Paaugstinoties temperatūrai no 10 līdz 30 ° C, reakcijas ātrums, kura temperatūras koeficients \u003d 3:
1) palielinās 3 reizes
2) palielinās 9 reizes
3) samazinās 3 reizes
4) samazinās 9 reizes
Pārbaudes darba novērtējums:
Testa atbildes:
Nav kļūdu - "5"
1-2 kļūdas - "4"
3 kļūdas - "3"
Mājasdarbs:
§13, lpp. 135-145.
O. S. Gabrieljans, G. G. Lisova. Ķīmija. 11. klase. Mācību grāmata izglītības iestādēm. 11. izdevums, stereotipisks. M.: Bustards, 2009.
Vielas reakcijai tika ņemtas 400C temperatūrā, un pēc tam tās uzsildīja līdz 700C. Kā mainīsies ķīmiskās reakcijas ātrums, ja tās temperatūras koeficients ir 2?
Kā mainīsies reakcijas ātrums, kas notiek saskaņā ar vienādojumu 2NO + O2 \u003d 2NO2, ja abu vielu koncentrācija tiek palielināta 3 reizes.
Temats Ķīmisko reakciju ātrums un to ietekmējošie faktori.
Nodarbības veids: apgūt jaunu materiālu
Nodarbības veids: lekcija
Klase : 9
Ķīmijas skolotājs, Baikonuras 1. vidusskola
Guzikova Oksana AleksandrovnaNodarbības mērķi.
Apmācības:
Dodiet ķīmisko reakciju ātruma jēdzienu un tā mērvienības. Parādiet tādu faktoru ietekmi uz reakcijas ātrumu kā reaģentu raksturs, to koncentrācija, saskares laukums, katalizatoru izmantošana un temperatūra. Iepazīstināt studentus ar ķīmisko reakciju klasifikāciju pēc fāzes (agregātstāvokļa): homogēna un neviendabīga.
Attīstās:
Iemaņu ieaudzināšana ķīmiskās reakcijas ātruma noteikšanā, izmantojot masas darbības likumu. Turpināta vispārizglītojošo un priekšmetu prasmju pilnveidošana: analizēt, salīdzināt, izdarīt secinājumus. Skolēnu loģiskās un semantiskās domāšanas, atmiņas, ķīmiskās valodas attīstība.
Izglītības:
Apvāršņa paplašināšana, prasme pielietot iegūtās zināšanas praksē, lekciju materiāla pašizaugsme. Garīgā darba kultūras celšana.
Aprīkojums un reaģenti:
Drošības plakāts, formulas uz PCB, projektors, instrukciju lapa ar lekciju plānu.
Demonstrācijas eksperimentam: nātrija tiosulfāta šķīdums, sērskābes šķīdums, ūdens, mēģenes.
Laboratorijas eksperimentam: sālsskābes šķīdums, cinka pulveris, cinka granulas, magnijs, dzelzs, mēģenes.
NODARBĪBAS MOTO:
"Ķīmiskā transformācija, ķīmiskā reakcija ir galvenais ķīmijas priekšmets" N.N. Semenovs.
ORGANIZĒŠANAS LAIKS
Skolotājs
Sveiki puiši, apsēdieties.
Skolotājs
Dežūras, nosauciet tos, kuri šodien nav no nodarbības.
(skolotājs atzīmē tos, kuri nav klāt stundā).
JAUNĀ MATERIĀLA PASKAIDROJUMS
Skolotājs
Šodien mēs pārejam pie jaunas sadaļas “Ķīmisko reakciju ātrums. Ķīmiskais līdzsvars.
Šajā nodarbībā mēs runāsim par to, kā tiek noteikts ķīmiskās reakcijas ātrums un kādi faktori to var mainīt.
SKOLOTĀJA
Uz tāfeles ir uzrakstītas divas ķīmiskās reakcijas.
Sālsskābes šķīduma un cinka mijiedarbība.
Sērskābes šķīduma un bārija hlorīda šķīduma mijiedarbība.
Skolotājs
Kāda ir atšķirība?
Students
Tie atšķiras ar to, ka viens plūst starp šķīdumiem, bet otrajā ir šķīdums - sālsskābe un metāls - cinks.
Skolotājs
Tas nozīmē, ka pirmā reakcija notiek vienā vidē, un šo reakciju sauc par viendabīgu, un otrajā reakcijā piedalās vielas ar dažādu agregātu stāvokli, to sauc par heterogēnu. Viendabīgas vides piemērs varētu būt gāze-gāze, šķidrums-šķidrums. Uzskaitiet neviendabīgas vides piemērus.
STUDENTS
Gāze ir cieta viela, gāze ir šķidra, cieta ir gāze.
SKOLOTĀJA
Taisnība. Noteiksim ķīmiskās reakcijas ātrumu, pierakstīsim definīciju un atbilstošās formulas.
Ķīmijas studiju priekšmets ir ķīmiska reakcija. Ķīmiskās reakcijas rezultātā dažas vielas izzūd un veidojas citas vielas. Reakcijas gaitā mainās gan reaģentu (izejvielu), gan produktu (gala vielu) daudzumi. Šo izmaiņu ātrumu sauc par ķīmiskās reakcijas ātrumu.
Ķīmiskā kinētika - ķīmisko reakciju ātrumu un mehānismu izpēte. (rakstīsim šo definīciju)Tādējādi ķīmiskās reakcijas ātrumu var aprakstīt ar vienādojumu
r
= / (1)kur r - reakcijas ātrumslikme- procesa ātrums, atšķirībā no iepriekš izmantotā reakcijas ātruma apzīmējuma - ātrumu – kustības ātrums), (lielā grieķu valoda.delta ) ir sinonīms vārdiem "galīgās izmaiņas", (gr. pliks ) ir reaģenta vielas vai produkta vielas daudzums (mol), (gr. tau ) ir laiks(-i), kurā notika šīs izmaiņas.
Izmantojot šo definīciju, reakcijas ātrums ir atkarīgs no tā, cik reakcijas dalībnieku mēs novērojam un izmērām. Acīmredzot, piemēram, reakcijai:
2 H 2 + O 2 =2 H 2 O.
ūdeņraža pārveidotās vielas daudzums ir divreiz lielāks par skābekļa daudzumu. Tātad
r
(H 2 ) = 2 r (O 2 ) = r (H 2 O).Reakcijas vienādojums attiecas uz ātruma vērtībām, kas noteiktas jebkurai no vielām. Tāpēc pēdējā izvēle ir atkarīga no tā daudzuma eksperimentālā mērīšanas ērtības un viegluma reakcijas sistēmā.
Kvalitatīvā līmenī reakcijas var klasificēt ātrajās, kuru ātruma mērīšanai nepieciešamas īpašas metodes, piemēram, sprādzienbīstamas gāzes eksplozija, reakcijas elektrolītu šķīdumos; lēns, kura ātruma mērīšanai nepieciešams ilgs laika periods, piemēram, dzelzs korozija; un reakcijas, kuras mēs varam novērot tieši, piemēram, cinka mijiedarbība ar sālsskābi.
Reakcijas ātrums, kas aprakstīts vienādojumā (1), ir atkarīgs no uzņemto reaģējošo vielu daudzuma. Ja mēs veicam vienu un to pašu reakciju ar dažādiem reaģentu tilpumiem vai saskares virsmām, tad par vienu un to pašu reakciju iegūstam dažādas nozīmesātrumu, jo lielāks, jo vairāk vielas tiek uzņemts vai labāk to sasmalcina. Tāpēc tiek izmantota cita reakcijas ātruma definīcija.
Ķīmiskās reakcijas ātrums ir jebkuras reakcijas vietas vielas daudzuma izmaiņas laika vienībā reakcijas telpas vienībā
(pierakstīsim šo definīciju).V viendabīga sistēma V sistēmas (gāzes fāzē vai šķīdumā). Šādā reakcijā reakcijas telpas vienība ir tilpuma vienība, un, ja šis tilpums reakcijas laikā nemainās, tad vienādojumam ir šāda forma:
V
= c / t (2)kur Ar ir vielas molārā koncentrācija (mol/l).
Reakcijas ātrums ir vielas koncentrācijas izmaiņas laika vienībā.
V neviendabīga sistēma ( piemēram, cietai vielai degot gāzē vai metālam mijiedarbojoties ar skābi), reakcija notiek komponentu saskarnē. Ja šīs robežas laukumsS , tad ātruma vienādojumam ir šāda forma:
V
= n / St (3)Acīmredzot ar šādu definīciju (sk. (2) un (3) vienādojumu) reakcijas ātrums nav atkarīgs no tilpuma viendabīgā sistēmā un no reaģentu saskares laukuma (slīpēšanas pakāpes) neviendabīgā sistēmā. .
Kādi faktori ietekmē ķīmiskās reakcijas ātrumu?
RAKSTĪSIM GALVENO
Reaģentu raksturs.
Temperatūras ietekme.
Katalizatora klātbūtne.
Sniegsim piemēru katram gadījumam.
1. Reaģentu rakstura ietekme
Pirmais un diezgan acīmredzamais faktors, kas nosaka reakcijas ātrumu, ir reaģentu raksturs. Iepriekš, pamatojoties uz to, mēs sniedzām piemērus reakcijām, kas notiek dažādos ātrumos.
Tagad mēs veiksim eksperimentu, kas to eksperimentāli pierādīs.
Skolotājs lūdz skolēnus veikt laboratorijas eksperimentu.
Lai to izdarītu, 3 mēģenēs ielejiet 1-2 ml sālsskābes šķīduma un katrā iepiliniet aptuveni vienādu metāla gabalu: pirmajā - magniju, otrajā - cinku un trešajā - dzelzi.
Skolotājs
Vai visās mēģenēs ir vienāds gāzes izdalīšanās ātrums?
Students
Nē, mēģenēs burbuļu izdalīšanās intensitāte ir atšķirīga. Pirmajā mēģenē gāze izdalās ļoti ātri, otrajā lēnāk, bet trešajā vēl lēnāk.
Skolotājs
Izdarīsim secinājumu
Students
Ķīmiskās reakcijas ātrums ir atkarīgs no reaģentu īpašībām.
2. Reaģentu koncentrāciju ietekme
Otrs un arī diezgan acīmredzams faktors ir reaģentu koncentrācija.
Veiksim eksperimentu
Skolotājs vada demonstrāciju.
Ielejiet nātrija tiosulfāta šķīdumu trīs mēģenēs. Pirmajā - 5 ml, otrajā - 2,5 ml, trešajā - 1 ml. Pēc tam otrajā un trešajā mēģenē pievienojiet 5 ml ūdens. Pēc tam visās mēģenēs, sākot no trešās, pievieno 3 ml sērskābes šķīduma. Izdalītā koloidālā sēra parādīšanās laiku un intensitāti izmanto, lai spriestu par nātrija tiosulfāta koncentrācijas ietekmi uz reakcijas ātrumu.
Students
Ķīmiskās reakcijas ātrums ir atkarīgs no reaģentu koncentrācijas
Skolotājs
Un kāpēc tas notiek? Jo augstāka ir vielas koncentrācija, jo vairāk daļiņu tilpuma vienībā, jo biežāk tās saduras. Šo daudzumu izsaka ar t.saktīvo masu likums – reakcijas ātrums zināmā mērā ir proporcionāls reaģentu koncentrācijām. Piemēram, šādiem reakciju vienādojumiem ātrumu izteiksmes ir šādas:
A = X, r = kc A ;
A + B = X, r = kc A c B ;
A + 2B = X, r = kc A c B c B = kc A c B 2 .
Vērtība k- proporcionalitātes koeficients - sauc par reakcijas ātruma konstanti un nav atkarīgs no koncentrācijām. Skaitliski šis koeficients ir vienāds ar reakcijas ātrumu, ja reaģentu koncentrāciju reizinājums ir vienāds ar 1. Salīdzinot dažādu reakciju ātrumus, tiek salīdzinātas to ātruma konstantes.
Ir svarīgi atzīmēt, ka eksponenti koncentrācijās zemāk redzamo ķīmisko reakciju ātruma izteiksmēs ir vienādi ar stehiometriskajiem koeficientiem tikai retos gadījumos, kad reakcija norisinās vienā posmā (tā sauktajām elementārajām reakcijām). Faktiski viena ķīmiska reakcija ir tikpat daudz abstrakcija kā pilnīgi tīra Ķīmiskā viela. Citiem vārdiem sakot, reālās ķīmiskās pārvērtības gandrīz vienmēr ietver vairākas reakcijas.
Vairākos secīgos posmos notiekošo reakciju ātrumu nosaka lēnākais no šiem posmiem. Atgādiniet arābu sakāmvārdu: "Karavāna pārvietojas ar lēnākā kamieļa ātrumu."
Piemēram, reakcija
2 Fe 2+ + H 2 O 2 = 2 FeOH 2+
iziet cauri šādiem posmiem:
1) 2 Fe 2+ + H 2 O 2 = 2 FeOH 2+ + Ak .
k 1 \u003d 60 l / (mol . Ar);
2) Ak . + Fe 2+ = FeOH 2+ , k 2 \u003d 60 000 l / (mol . Ar).
Lēnākais posms ir pirmais. Tātad šīs reakcijas ātruma vienādojums ir
r = k 1 c(Fe 2+ ) c(H 2 O 2 ),
bet ne r = kc 2 (Fe 2+ ) c(H 2 O 2 ).
Par tik sarežģītiem procesiem sīkāk runāsim 11. klasē.
3. Temperatūras ietekme.
Skolotājs
Temperatūras ietekme uz ķīmiskās reakcijas gaitu ir divējāda. Pirmkārt, temperatūra var ietekmēt produktu sastāvu, un, otrkārt, lielākā daļa reakciju tiek paātrinātas, palielinoties temperatūrai. Kāpēc? Jo, paaugstinoties temperatūrai, strauji pieaug tā saukto "aktīvo" molekulu skaits, t.i. molekulas, kuru enerģija ir lielāka par aktivācijas enerģiju.
Aktivizācijas enerģija ir starpība starp molekulu vidējo enerģiju noteiktā temperatūrā un enerģiju, kas tām ir nepieciešama, lai sāktu ķīmiskās reakcijas.
Temperatūras ietekmi uz ķīmiskās reakcijas ātrumu ilustrē van't Hoff likums
DEFINĪCIJA
Kad reakcijas temperatūra mainās uz katriem 10 grādiem, reakcijas ātrums mainās 2-4 reizes (Formula uz tāfeles)
Skolotājs
Ja temperatūra tiek paaugstināta, kas notiks ar ķīmiskās reakcijas ātrumu.
Students
Reakcijas ātrums palielināsies, temperatūrai paaugstinoties par katriem 10 grādiem 2-4 reizes.
Skolotājs
Ja temperatūra tiek pazemināta, kas notiks ar ķīmiskās reakcijas ātrumu.
Students
Ātrums samazināsies, temperatūrai pazeminoties par katriem 10 grādiem 2-4 reizes.
4. Saskares virsmas laukums.
Skolotājs
Tagad pāriesim uz saskares virsmas laukumu.
Laboratorijas pieredze. Atgādne par drošības noteikumu ievērošanu.
Ielejiet sālsskābi divās mēģenēs, pirmajā pievienojiet cinka pulveri, bet otrajā pievienojiet granulu. Pierakstiet reakcijas vienādojumu. Nosakiet tā veidu. Kur ir ātrāka reakcija? Kāpēc?
Students pieraksta atbildi. Tā ir aizstāšanas reakcija.
Pirmajā mēģenē reakcija norit ātrāk. Galu galā ir vairāk saskares virsmas.
Skolotājs
Taisnība.
5. Katalizators
Pēdējais faktors ir īpašu vielu - katalizatoru klātbūtne. Ķīmiskā reakcija ir sarežģīts process, kurā var piedalīties ne tikai reaģenti, bet arī citas sistēmā esošās vielas. Ja tie būtiski maina ķīmiskās reakcijas ātrumu, tad tos sauc par katalizatoriem. Par šīm vielām un katalīzi sīkāk runāsim nākamajā nodarbībā.
MATERIĀLA FIKSĒŠANA
Skolotājs
Kādu jaunu vērtību mēs iemācījāmies šodienas nodarbībā?
Students
Mēs uzzinājām par ķīmiskās reakcijas ātrumu.
Skolotājs
Kādas vides jūs atpazināt?
Students
viendabīgs un neviendabīgs.
Skolotājs
Vai ātrums dažādās vidēs tiek noteikts vienādi?
Students
Nē, tas ir savādāk.
Skolotājs
Kā nosaka ātrumu viendabīgā vidē?
Students
V viendabīga sistēma reakcija notiek visā garumāV sistēmas (gāzes fāzē vai šķīdumā). Šādā reakcijā reakcijas telpas mērvienība ir tilpuma vienība, un, ja šis tilpums reakcijas laikā nemainās
Skolotājs
Skolotājs
Kā ātrumu nosaka neviendabīgā vidē?
V neviendabīga sistēma reakcija notiek komponentu saskarnē. Ja šīs robežas laukumsS .
Skolotājs
Kādās vienībās to mēra?
Kādi faktori ietekmē ķīmiskās reakcijas ātrumu? Uzskaitiet tos.
Students
Reaģentu raksturs.
Reaģentu koncentrācija.
Temperatūra.
Kontaktvirsmas laukums.
Katalizatora klātbūtne.
IY . PĒTĪMĀ MATERIĀLA VISPĀRĪBA
Šodien nodarbībā pētījām ķīmiskās reakcijas ātruma jēdzienu. Aplūkots, kā tiek noteikts ķīmiskās reakcijas ātrums homogēnās un neviendabīgās sistēmās. Nosakiet faktorus, kas var ietekmēt ķīmiskās reakcijas ātrumu.
Y . MĀJASDARBS
Mājas pamatdefinīcijas, kas jāapgūst. Un arī uz galdiem jums ir uzdevumi, tie ir trīs līmeņu. Kā vienmēr, katrs izvēlas sev atbilstošo līmeni, ko šajā apmācību posmā vari izdarīt.
Sadaļas: Ķīmija
Nodarbības mērķis
- izglītojošs: turpināt jēdziena "ķīmisko reakciju ātrums" veidošanu, atvasināt formulas viendabīgu un neviendabīgu reakciju ātruma aprēķināšanai, apsvērt, no kādiem faktoriem ir atkarīgs ķīmisko reakciju ātrums;
- izstrādājot: iemācīties apstrādāt un analizēt eksperimentālos datus; prast noskaidrot ķīmisko reakciju ātruma saistību ar ārējiem faktoriem;
- izglītojošs: turpināt komunikācijas prasmju attīstību pāru un kolektīva darba gaitā; pievērst studentu uzmanību zināšanu nozīmei par ikdienā notiekošo ķīmisko reakciju ātrumu (metālu korozija, piena saskābšana, pūšana u.c.)
Mācību līdzekļi: D. multimediju projektors, dators, slaidi par nodarbības galvenajiem jautājumiem, CD-ROM "Kirils un Metodijs", tabulas uz tabulām, laboratorijas darbu protokoli, laboratorijas aprīkojums un reaģenti;
Mācību metodes: reproduktīvā, pētnieciskā, daļēja meklēšana;
Nodarbību organizēšanas forma: saruna, praktiskais darbs, patstāvīgs darbs, testēšana;
Studentu darba organizācijas forma: frontāls, individuāls, grupa, kolektīvs.
1. Klases organizācija
Klases gatavība darbam.
2. Sagatavošanās galvenajam mācību materiāla apguves posmam. Pamatzināšanu un prasmju aktivizēšana(1. slaids, skatiet nodarbības prezentāciju).
Nodarbības tēma “Ķīmisko reakciju ātrums. Faktori, kas ietekmē ķīmiskās reakcijas ātrumu.
Uzdevums: noskaidrot, kāds ir ķīmiskās reakcijas ātrums un no kādiem faktoriem tas ir atkarīgs. Nodarbības gaitā iepazīsimies ar jautājuma teoriju par augstāk minēto tēmu. Praksē mēs apstiprināsim dažus mūsu teorētiskos pieņēmumus.
Paredzamā studentu aktivitāte
Skolēnu aktīvais darbs liecina par gatavību uztvert stundas tēmu. Par ķīmiskās reakcijas ātrumu skolēniem nepieciešamas zināšanas no 9. klases kursa (priekšmeta komunikācija).
Apspriedīsim šādus jautājumus (priekšā, 2. slaids):
- Kāpēc mums ir vajadzīgas zināšanas par ķīmisko reakciju ātrumu?
- Kādi piemēri var apstiprināt, ka ķīmiskās reakcijas notiek dažādos ātrumos?
- Kā tiek noteikts mehāniskās kustības ātrums? Kāda ir šī ātruma mērvienība?
- Kā nosaka ķīmiskās reakcijas ātrumu?
- Kādi apstākļi ir jārada, lai sāktos ķīmiskā reakcija?
Apsveriet divus piemērus (eksperimentu veic skolotājs).
Uz galda ir divas mēģenes, vienā ir sārma šķīdums (KOH), otrā ir nagla; Abām mēģenēm pievienojiet CuSO4 šķīdumu. Ko mēs redzam?
Paredzamā studentu aktivitāte
Izmantojot piemērus, skolēni spriež par reakcijas ātrumu un izdara atbilstošus secinājumus. Pierakstīt uz tāfeles veiktās reakcijas (divi skolēni).
Pirmajā mēģenē reakcija notika acumirklī, otrajā - vēl nav redzamu izmaiņu.
Sastādiet reakciju vienādojumus (divi skolēni uz tāfeles uzraksta vienādojumus):
- CuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 + K 2 SO 4; Cu 2+ + 2OH - \u003d Cu (OH) 2
- Fe + CuSO 4 \u003d FeSO 4 + Cu; Fe 0 + Cu 2+ = Fe 2+ + Cu 0
Kādus secinājumus mēs varam izdarīt no veiktajām reakcijām? Kāpēc viena reakcija ir tūlītēja, bet otra lēna? Lai to izdarītu, ir jāatceras, ka ir ķīmiskas reakcijas, kas notiek visā reakcijas telpas tilpumā (gāzēs vai šķīdumos), un ir citas, kas notiek tikai uz vielu saskares virsmas (cietas vielas sadegšana gāze, metāla mijiedarbība ar skābi, mazāk aktīva metāla sāls).
Paredzamā studentu aktivitāte
Balstoties uz demonstrētā eksperimenta rezultātiem, skolēni secina: reakcija 1 ir viendabīga, un reakcija
2 - neviendabīgs.
Šo reakciju ātrums tiks matemātiski noteikts dažādos veidos.
Ķīmisko reakciju ātrumu un mehānismu izpēti sauc ķīmiskā kinētika.
3. Jaunu zināšanu un rīcības veidu asimilācija(3. slaids)
Reakcijas ātrumu nosaka vielas daudzuma izmaiņas laika vienībā
Vienībā V
(viendabīgai)
Vielu S saskares virsmas vienība (neviendabīgai)
Acīmredzot ar šo definīciju reakcijas ātruma vērtība nav atkarīga no tilpuma viendabīgā sistēmā un no reaģentu saskares laukuma - neviendabīgā sistēmā.
Paredzamā studentu aktivitāte
Studentu aktīvās darbības ar pētījuma objektu. Tabulas ievadīšana piezīmju grāmatiņā.
No tā izriet divi svarīgiem mirkļiem(4. slaids):
2) ātruma aprēķinātā vērtība būs atkarīga no tā, kāda viela to nosaka, un pēdējās izvēle ir atkarīga no tā daudzuma mērīšanas ērtībām un vienkāršības.
Piemēram, reakcijai 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O: υ (H 2) \u003d 2 υ (O 2) \u003d υ (H 2 O)
4. Primāro zināšanu par ķīmiskās reakcijas ātrumu nostiprināšana
Lai konsolidētu aplūkoto materiālu, atrisināsim aprēķina uzdevumu.
Paredzamā studentu aktivitāte
Primārā izpratne par iegūtajām zināšanām par reakcijas ātrumu. Problēmas risinājuma pareizība.
Uzdevums (5. slaids).Ķīmiskā reakcija notiek šķīdumā saskaņā ar vienādojumu: A + B = C. Sākotnējās koncentrācijas: vielas A - 0,80 mol / l, vielas B - 1,00 mol / l. Pēc 20 minūtēm vielas A koncentrācija samazinājās līdz 0,74 mol/L. Noteikt: a) vidējo reakcijas ātrumu šim laika periodam;
b) vielas C koncentrācija pēc 20 minūtēm. Risinājums (4. pielikums, 6. slaids).
5. Jaunu zināšanu un rīcības veidu asimilācija(laboratorijas darbu veikšana atkārtošanas un jauna materiāla apguves gaitā, soli pa solim, 2. pielikums).
Mēs zinām, ka ķīmiskās reakcijas ātrumu ietekmē dažādi faktori. Kuru?
Paredzamā studentu aktivitāte
Paļaušanās uz 8.-9.klases zināšanām, rakstīšana piezīmju grāmatiņā materiāla apguves gaitā. Saraksts (7. slaids):
Reaģentu raksturs;
Temperatūra;
Reaģentu koncentrācija;
Katalizatoru darbība;
Reaģentu saskares virsma (neviendabīgās reakcijās).
Visu šo faktoru ietekmi uz reakcijas ātrumu var izskaidrot, izmantojot vienkāršu teoriju - sadursmes teorija (8. slaids). Tās galvenā ideja ir šāda: reakcijas notiek, kad saduras reaģentu daļiņas, kurām ir noteikta enerģija.
No tā mēs varam izdarīt šādus secinājumus:
- Jo vairāk reaģenta daļiņu, jo tuvāk tās atrodas viena otrai, jo lielāka iespējamība, ka tās saduras un reaģēs.
- Izraisīt tikai reakciju efektīvas sadursmes, tie. tādas, kurās tiek iznīcinātas vai vājinātas "vecās saites" un tāpēc var veidoties "jaunas". Bet šim daļiņām jābūt pietiekami daudz enerģijas.
Minimālo enerģijas pārpalikumu (virs vidējās daļiņu enerģijas sistēmā), kas nepieciešams efektīvai daļiņu sadursmei sistēmā), kas nepieciešama efektīvai reaģentu daļiņu sadursmei, sauc.aktivizācijas enerģija E a.
Paredzamā studentu aktivitāte
Jēdziena izpratne un definīcijas rakstīšana piezīmju grāmatiņā.
Tādējādi ceļā uz visām daļiņām, kas nonāk reakcijā, rodas enerģijas barjera, kas vienāda ar aktivācijas enerģiju. Ja tas ir mazs, tad ir daudz daļiņu, kas to veiksmīgi pārvar. Ar lielu enerģijas barjeru tās pārvarēšanai ir nepieciešama papildu enerģija, dažreiz pietiek ar labu “grūdienu”. Es iededzu gara lampu - dodu papildu enerģiju E a, nepieciešams, lai pārvarētu enerģētisko barjeru spirta molekulu mijiedarbības reakcijā ar skābekļa molekulām.
Apsveriet faktoriem, kas ietekmē reakcijas ātrumu.
1) Reaģentu raksturs(9. slaids) Ar reaģējošo vielu būtību saprot to sastāvu, uzbūvi, atomu savstarpējo ietekmi neorganiskajās un organiskajās vielās.
Vielu aktivācijas enerģijas lielums ir faktors, caur kuru tiek ietekmēta reaģējošo vielu rakstura ietekme uz reakcijas ātrumu.
Instruktāža.
Secinājumu pašformulēšana (3.pielikums mājās)
Nodarbības plāns par tēmu "Ķīmisko reakciju ātrums",
9. klase
ķīmijas skolotāja O.V. Zalozņiha
Mērķis: iepazīstināt skolēnus ar jēdzienu "ķīmisko reakciju ātrums" un faktoriem, no kuriem tas ir atkarīgs.
Uzdevumi:
Izglītības: sniedz ķīmisko reakciju ātruma jēdzienu un tā mērvienības. Parādīt tā nozīmi dabā un cilvēka darbībā; identificēt faktorus, kas ietekmē reakcijas ātrumu. Padziļiniet savas zināšanas par katalizatoriem. Iepazīstināt studentus ar ķīmisko reakciju klasifikāciju pēc fāzes (agregātstāvokļa): homogēna un neviendabīga.
Attīstās: attīstīt studentu vadības prasmes mācību aktivitātes; patstāvīgas domāšanas attīstība; praktisko iemaņu pilnveidošana laboratorijas eksperimentu veikšanā; attīstīt spēju izcelt galveno pētāmajā materiālā, novērot, salīdzināt, analizēt, izdarīt secinājumus.
Pedagogi: veidot komunikācijas prasmes pāru un kolektīva darba gaitā; attīstīt neatkarību; tiecoties uz mērķi.
Nodarbības veids: stunda, kurā apgūst jaunu materiālu
Nodarbību resursi: dažādu autoru mācību grāmatas un mācību līdzekļi, O.S.Gabrijana (9.kl.) elektroniskais izglītības pielikums mācību grāmatai, dators, multimediju projektors
Aprīkojums: statīvs ar mēģenēm, spirta lampa, mēģenes turētājs.
Reaģenti: cinks, magnijs, varš, sērskābes šķīdums, ūdens, dzelzs (nagla un zāģskaidas), ūdeņraža peroksīds, mangāna (IV) oksīds.
Metodes un metodiskie paņēmieni: patstāvīgais darbs ar tekstu, patstāvīgais darbs, darbs grupās, tabulas aizpildīšana, pārbaudes uzdevumu veikšana, darbs pāros.
Drošība: darbs ar spirta lampu, sērskābes šķīdumu
Plānotie rezultāti:
priekšmets:
● zināt ķīmisko reakciju ātruma definīciju
● zināt faktorus, kas ietekmē ķīmisko reakciju ātrumu
Metasubjekts:
● prast uzklausīt sarunu biedru un vadīt dialogu; prast atpazīt dažādu viedokļu pastāvēšanas iespēju
● lietošana dažādi veidi informācijas meklēšana, vākšana, apstrāde, analīze un interpretācija atbilstoši nodarbības mērķiem
● prast izteikt savu viedokli un argumentēt savu viedokli
● aktīva runas līdzekļu, informācijas līdzekļu un IKT izmantošana komunikatīvo un kognitīvo uzdevumu risināšanai
Personīga:
●attīstīt prasmes sadarboties ar skolotāju un vienaudžiem dažādās situācijās; spēja izvairīties no konfliktiem un atrast izeju no strīdīgām situācijām
●veidot cieņpilnu attieksmi pret citu viedokli
● īstenot paškontroli, savstarpēju kontroli
● novērtējiet savus sasniegumus stundā
Nodarbību laikā
Organizatoriskais posms
Zināšanu atjaunināšana
Gandrīz nekustīgi milti -
Skaņas ātrumā kaut kur steidzas
Lieliski zinot, ka kaut kur jau ir
Ar ātrumu
Leonīds Martynovs
Puiši, šodien nodarbībā mums ir ļoti interesanta un ļoti svarīga tēma ķīmisko reakciju izpētē. Bet es vēlos sākt nodarbību ar interesantiem faktiem:
Ziepju burbuļa plīšanas ātrums ir 0,001 sekunde.
Napoleons nolasīja 12 000 rakstzīmju ar ātrumu divi tūkstoši vārdu minūtē.
Balzaks pusstundā izlasīja 200 lappuses.
Vēja ātrums 10 līdz 15 jūdzes stundā.
Kad ūdens vārās, tā molekulas pārvietojas ar ātrumu 650 metri sekundē.
Viesuļvētra var pārvietoties ar ātrumu 125 jūdzes stundā.
Naktīs mati aug lēni. Dienas laikā matu augšana paātrinās. No pulksten 10 līdz 11 pieauguma temps ir vislielākais. Izaugsmes maksimums notiek no 14 līdz 16 stundām.
Asinis ātri kustas artērijās (500 mm/s), vēnās lēnāk (150 mm/s) un vēl lēnāk kapilāros (1 mm/s).
Puiši pastāstiet man, kas tos vieno zinātniskiem faktiem? (viņi runā par ātrumu).
Tāpēc par ko mēs šodien nodarbībā runāsim? (ātrums)
Taisnība. Šodien mēs runāsim par ātrumu. Bet ne par fizikas un matemātikas stundās satikto, bet gan par ķīmisko reakciju ātrumu. Tātad, šodienas nodarbības tēma ir "Ķīmisko reakciju ātrums".
Kādi jautājumi, jūsuprāt, palīdzēs mums atklāt stundas tēmu?
(1. Kāds ir ķīmisko reakciju ātrums? 2. Kas nosaka ķīmisko reakciju ātrumu?)
Izziņas darbības organizācija
Kāds ir ķīmiskās reakcijas ātrums? Lai atbildētu uz šo jautājumu, iesaku jums pašiem strādāt ar dažādu autoru mācību grāmatām un mācību līdzekļiem ķīmijā, kas atrodas jūsu galdos (skolēni strādā ar mācību grāmatām, uzraksta jēdziena “ķīmiskās reakcijas ātrums” definīciju un formula tās aprēķināšanai).
Pēc tam frontālās sarunas laikā mēs apspriežam galvenos jautājumus:
Kāds ir ķīmisko reakciju ātrums? (divi studenti lasa definīcijas no dažādiem avotiem)
Kādas vienības izmanto reakcijas ātruma mērīšanai?
Tātad viena problēma ir atrisināta. Tagad pāriesim pie otrā jautājuma: "Kas nosaka ķīmisko reakciju ātrumu?"
Strādājot ar literatūru, esat saskārušies ar faktoriem, kas ietekmē ķīmiskās reakcijas ātrumu. Kādi ir šie faktori? (2 cilvēku saraksta faktori, var uzrakstīt uz tāfeles)
Un tagad jūs veiksiet laboratorijas darbus, kuru laikā noteiksiet, kā viens vai otrs faktors ietekmē ķīmisko reakciju ātrumu. Lai to izdarītu, jūs iepriekš esat sadalījis 5 grupās. Katrai grupai ir savs uzdevums. Jums ir jāveic eksperiments precīzi saskaņā ar instrukcijām, jāatbild uz piedāvātajiem jautājumiem, jāaizpilda tabula. Lai atrastu atbildes uz jautājumiem, varat izmantot jums pieejamo papildu literatūru. Neaizmirstiet ievērot drošības noteikumus. Pēc studiju beigām apspriedīsim Jūsu rezultātus (skolēni strādā pēc instrukciju kartēm)
Sāksim. Atkarībā no tā, kuras vielas reaģē, reakcijas var noritēt ļoti ātri, pat ar sprādzienu, mērenā ātrumā vai ārkārtīgi lēni. Tāpēc viens no faktoriem, kas ietekmē reakcijas ātrumu, ir reaģentu raksturs. Ar reaģējošo vielu būtību saprot to sastāvu, struktūru, atomu savstarpējo ietekmi vienam uz otru. Un kā šī ietekme notiek, viņš mums pastāstīs tagad (grupas sniegums)
Saskaņā ar ķīmisko kinētiku, molekulām savstarpēji mijiedarbojoties, veidojas jaunas vielas. Tāpēc, jo vairāk daļiņu tilpumā, jo biežāk tās laikā saduras. Līdz ar to reaģentu koncentrācija ietekmē arī ķīmisko reakciju ātrumu. Un ko šī ietekme mums pateiks (grupas sniegums)
Nākamais faktors, uz kuru mēs pievērsīsimies, ir temperatūra (studentu sniegums).
Lielākajai daļai ķīmisko reakciju to ātrums palielinās, palielinoties temperatūrai. Reakcijas ātruma atkarību no temperatūras nosaka van't Hoff likums:
ar temperatūras paaugstināšanos uz katriem 10 0 , reakcijas ātrums palielinās 2-4 reizes.
Šo noteikumu var parādīt, izmantojot formulu:
ʋt 2 \u003d ʋt 1 γ t 2 - t 1/10
kur γ ir temperatūras koeficients, kas ir atkarīgs no reaģentu un katalizatora īpašībām.
Nākamais faktors, kas mūs interesē, ir reaģentu saskares virsma (studentu sniegums).
Šī faktora ietekme uz ķīmisko reakciju ātrumu iespējama tikai tad, ja reakcija ir neviendabīga, t.i. reaģenti ir dažādos agregācijas stāvokļos.
Ja reaģējošās vielas ir tādā pašā agregācijas stāvoklī, t.i. reakcija ir viendabīga, tad reaģējošo vielu saskares virsma neietekmē reakcijas ātrumu.
Mums paliek pēdējais faktors, kas ietekmē ķīmiskās reakcijas ātrumu – tas ir katalizatora efekts. Atcerēsimies no bioloģijas kursa, kādas vielas saucam par katalizatoriem.
Katalizatori ir vielas, kas maina reakcijas ātrumu, bet paliek nemainīgas.
Atkarībā no tā, kā katalizatori ietekmē reakcijas ātrumu, tos iedala divās grupās:
"+" katalizatori - palielina ķīmisko reakciju ātrumu. Tas ietver lielāko daļu bioloģisko katalizatoru - fermentus.
"-" katalizatori vai inhibitori - samazina ķīmisko reakciju ātrumu. Tajos ietilpst antioksidanti – tie ir dabiski vai sintētiski inhibitori, kas var palēnināt oksidācijas procesu. Tos izmanto, lai ēdiens nesabojātos. Piemēram, askorbīnskābe.
Mēs kopā ar jums esam apsvēruši visus faktorus, kas ietekmē ķīmisko reakciju ātrumu. Sauksim viņus vēlreiz.
Primārais stiprinājums
Pārbaudes uzdevuma veikšana (pēc variantiem), uzdevumu risināšana
Testa atslēga: 1. variants - 1-1; 2-1; 3-4; 4-4; 5-3; 6-2; B1 - 3421; B2-2
2. variants - 1-2; 2-1; 3-2; 4-4; 5-2; 6-3; B1 - 3412; B2-1
Uzdevums: noteikt, kā mainīsies kādas reakcijas ātrums:
a) kad temperatūra paaugstinās no 10° līdz 50° C;
b) kad temperatūra pazeminās no 10° līdz 0°C.
Reakcijas temperatūras koeficients ir 3.
Mājasdarbs
atkārtojiet kopsavilkumu, aizpildiet tabulas pēdējo kolonnu; individuālais uzdevums: uz "3" - atrodiet Interesanti fakti par tēmu "Ķīmiskās reakcijas ātrums"; uz "4" - veiciet testu par tēmu "Ķīmiskās reakcijas ātrums"; uz "5" - izdomājiet uzdevumu par tēmu "Ķīmiskās reakcijas ātrums"
Atspulgs
Stundas beigās studenti tiek lūgti pabeigt teikumus:
Šodien uzzināju...
Es biju pārsteigts...
Tagad es varu...
ES vēlētos…
Lielākā problēma bija...
Ar savu darbu nodarbībā es ... (apmierināts / neapmierināts)
Puiši, šodien jūs visi paveicāt lielisku darbu stundā kā pētnieki. Redzu, ka esat apguvis nodarbības tēmu, un tas bija vissvarīgākais mūsu kopīgajā darbā. Paldies par nodarbību.
Mācību kartes numurs 1
Reakcijas ātruma atkarība no reaģentu īpašībām
Vingrinājums: Trīs mēģenēs ielej 1 ml skābes. Pirmajā mēģenē ievietojiet magniju, otrajā - cinku, bet trešajā - varu. Salīdziniet metālu mijiedarbības ātrumu ar skābi. Kāds, jūsuprāt, ir iemesls skābes un metālu mijiedarbības dažādajiem reakcijas ātrumiem. Aizpildiet tabulu atbilstoši pieredzei.
| caurules numurs | pieredzes nosacījumi | Novērojumi | |
Mācību kartes numurs 2
Reakcijas ātruma atkarība no reaģentu koncentrācijas
Vingrinājums: Ielejiet 1 ml skābes 2 mēģenēs. Pirmajā mēģenē pievienojiet 0,5 ml ūdens. Abās mēģenēs ievietojiet 2-3 cinka granulas. Kurā no mēģenēm gāzes izdalīšanās sākās ātrāk? Kāpēc? Izdariet secinājumu par reakcijas ātruma atkarību no reaģentu koncentrācijas. Aizpildiet tabulu atbilstoši pieredzei.
| caurules numurs | pieredzes nosacījumi | Novērojumi | |
Mācību kartes numurs 3
Reakcijas ātruma atkarība no temperatūras
Vingrinājums: Ielejiet 1 ml skābes divās mēģenēs. Abās mēģenēs ievietojiet 2-3 cinka granulas. Uzkarsē vienu no mēģenēm. Kurā no mēģenēm gāzes izdalīšanās notiek intensīvāk? Kāpēc? Izdariet secinājumu par reakcijas ātruma atkarību no temperatūras. Aizpildiet tabulu atbilstoši pieredzei.
| caurules numurs | pieredzes nosacījumi | Novērojumi | |
Mācību kartes numurs 4
Reakcijas ātruma atkarība no reaģentu saskares virsmas (neviendabīgām reakcijām)
Vingrinājums: Ielejiet 1 ml skābes divās mēģenēs. Vienā mēģenē ievietojiet dzelzs naglu, bet otrā - dzelzs vīles. Kurā mēģenē reakcija ir ātrāka? Kāpēc? Izdarīt secinājumu par reakcijas ātruma atkarību no reaģentu saskares virsmas. Aizpildiet tabulu atbilstoši pieredzei.
| caurules numurs | pieredzes nosacījumi | Novērojumi | |
Mācību kartes numurs 5
Reakcijas ātruma atkarība no katalizatoriem
Vingrinājums: Divās mēģenēs ielej 1 ml ūdeņraža peroksīda. Vienā mēģenē uzmanīgi ielej dažus mangāna oksīda (IV) kristālus. Kurā no mēģenēm ir novērojama strauja gāzes izdalīšanās? Kāpēc? Kādu lomu šajā reakcijā spēlē mangāna oksīds? Izdariet secinājumu par reakcijas ātruma atkarību no katalizatoriem. Aizpildiet tabulu atbilstoši pieredzei.
| caurules numurs | pieredzes nosacījumi | Novērojumi | |
| Ātrumu ietekmējošie faktori | secinājumus |
| Reaģentu raksturs | |
| Reaģenta koncentrācija | |
| Temperatūra | |
| Reaģentu saskares virsma | |
| Katalizatori |
