Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

CH12. Chemická kinetika Mgr. Aleš Chupáč, RNDr. Yvona Pufferová Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o. Tento projekt je spolufinancován Evropským.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "CH12. Chemická kinetika Mgr. Aleš Chupáč, RNDr. Yvona Pufferová Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o. Tento projekt je spolufinancován Evropským."— Transkript prezentace:

1 CH12. Chemická kinetika Mgr. Aleš Chupáč, RNDr. Yvona Pufferová Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/ s názvem „PODPORA CHEMICKÉHO A FYZIKÁLNÍHO VZDĚLÁVÁNÍ NA GYMNÁZIU KOMENSKÉHO V HAVÍŘOVĚ“ Soubor prezentací: CHEMIE PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA

2 Reakční kinetika zabývá se studiem průběhu chemických reakcí sleduje reakční rychlost (rychlost přeměny reaktantů na produkty) sleduje její závislost na faktorech, které reakční rychlost ovlivňují (koncentrace, teplota, tlak, skupenství, katalyzátory, velikost styčných ploch…..)

3 Rozdělení reakcí 1. izolované – probíhají v soustavě samy 2. simultánní - probíhají v soustavě současně a) zvratné A B ve stejném okamžiku vznikají z reaktantů produkty a z produktů reaktanty CA + B  D b) paralelní A + B DA + C  E společné reaktanty, různé produkty ( alespoň z části) c) následné A  B  C produkt se stává reaktantem následující reakce

4 Teorie reakční kinetiky SRÁŽKOVÁ TEORIE ( KINETICKÁ TEORIE ) TEORIE AKTIVOVANÉHO KOMPLEXU ( TEORIE ABSOLUTNÍCH REAKČNÍCH RYCHLOSTÍ )

5 Srážková teorie = předpoklady tzv. účinná(efektivní) srážka: a) vhodná prostorová orientace b) dostatečná kinetická energie (minimální energie, kterou musí mít částice, aby došlo k účinné srážce) = aktivační energie E A (kJ/mol) E A = nejmenší energie potřebná k rozbití vazby c) vhodné pH

6 Prostorová orientace molekul OCO N O Účinná (efektivní) srážka CO + NO 2  CO 2 + NO Neúčinná (neefektivní) srážka OC O N O obr.č. 1 Prostorová orientace molekul

7 Vliv teploty s růstem teploty se zvyšuje počet molekul, jejichž energie dosahuje E A  urychlí se průběh reakce snížením teploty  opak obr.č.2 Vliv teploty na počet molekul, které se účastní reakce

8 Reakční teplo ∆H = E A – E A´ obr. č. 3 Změna energie soustavy v průběhu chemické reakce (exotermní) E A Aktivační energie reakce příméE A´ Aktivační energie reakce zpětné EAEA E A´ HH Molekuly výchozích látek Molekuly produktů E kJ/mol Průběh reakce Reakční koordináta

9 Teorie aktivovaného komplexu aktivní srážka při postupném přibližování molekul se současně:  oslabují původní vazby v molekulách reaktantů (energie se spotřebovává)  začínají se vytvářet vazby nové (energie se uvolňuje) vzniká tak nový nestálý celek…aktivovaný komplex (AK) obr. č. 4 Vznik aktivovaného komplexu

10 Rovnice a schéma Rovnice: A 2 + B 2   A 2 B 2  *  2AB Schéma: A B A  BA – B  +  : :  A B A  BA – B Příklad: H 2 + I 2   H 2 I 2  *  2 HI obr. č. 5 Vznik aktivovaného komplexu

11 Reakční koordináta E E A(AK) Reaktanty ProduktyReakce ∆H∆H E A (Srážková teorie) Aktivační energie nutná k vytvoření AK -mnohem nižší hodnota než energie potřebná k úplnému rozštěpení vazeb výchozích látek ∆H (reakční teplo) je v obou teoriích stejné-nezávisí na cestě E A = E AK – E REAKTANTŮ A 2 + B 2 A  B : : A  B 2AB obr. č. 6 Graf rozdílných hodnot aktivační energie podle srážkové teorie a teorie AK

12 Reakční rychlost (rychlost chemické reakce) je definována jako: časový úbytek molární koncentrace některého z reaktantů, nebo časový přírůstek molární koncentrace některého z produktů, dělených jeho stechiometrickým koeficientem jednotka: mol.dm –3.s –1 v = -Δ[A]-Δ[A] a.Δ t = -Δ[B]-Δ[B] b.Δ t = Δ[C]Δ[C] c.Δ t = Δ[D]Δ[D] d.Δ t aA + bB (reaktanty) ↔ cC + dD (produkty) n A … látkové množství V … objem, v němž je látka rozpuštěná Molární koncentrace:

13 Úkol Na základě uvedené rovnice zapiš: Cr 2 O H 2 2 Cr + 3 H 2 O a)reakční rychlost reakce přímé pro H 2 b)reakční rychlost reakce zpětné pro Cr 2 O 3 c) reakční rychlost reakce přímé pro Cr d) reakční rychlost reakce zpětné pro H 2 O

14 Faktory ovlivňující rychlost chemické reakce  koncentrace  teplota  skupenství  reakční mechanismus  tlak  velikost povrchu  katalyzátory

15 Vliv koncentrace 1. ZÁKON CHEMICKÉ KINETIKY: rychlost chemické reakce je přímo úměrná součinu molárních koncentrací reagujících (výchozích) látek aA + bB  cC + Dd kinetická rovnice: v 1 = k 1 ·[A] a ·[B] b = k. c A a. c B b v 2 = k 2 ·[C] c ·[D] d k = konstanta úměrnosti, je závislá na teplotě, nazývá se rychlostní konstanta

16 Vliv koncentrace aA + bB  cC + Dd kinetická rovnice: v 1 = k 1 ·[A] a ·[B] b = k. c A a. c B b v 2 = k 2 ·[C] c ·[D] d a,b…stechiometrické koeficienty a + b …celkový řád reakce = molekularita Zvýšením koncentrace reaktantů se zvýší rychlost reakce

17 Úkol Zapiš kinetickou rovnici pro syntézu MgO z prvků. 2Mg + O 2  2MgO v = k.  Mg  2.  O 2  1 = k. c Mg 2. c O2 1

18 Molekularita reakce číslo, které udává počet částic, které se musí srazit, má-li dojít k chemické reakci nejběžnější jsou reakce bimolekulární (A+B), jsou i monomolekulární, trimolekulární jsou už jen výjimkou

19 Molekularita reakce ,  … exponenty molárních koncentrací příslušných výchozích látek – jejich hodnoty se pro danou reakci určují experimentálně – v těch nejjednodušších případech se někdy rovnají stechiometrickým koeficientům daných látek (a,b) r … řád reakce r =  +  např. pokud  +  = 1 reakce prvního řádu

20 Úkol 1 – vliv koncentrace Na internetové stránce Jqk&feature=endscreen Jqk&feature=endscreen si prohlédni uvedené video, příslušné reakce zapiš chemickými rovnicemi a vysvětli vznik různých produktů.

21 Vliv teploty 2. ZÁKON CHEMICKÉ KINETIKY van´t Hoffovo pravidlo: zvýšením teploty o 10° C se reakční rychlost u většiny reakcí zvýší 2x až 4x obr. č. 7 Jacobus Henricus van't Hoff nizozemský chemik.

22 Vliv teploty Arrheniova rovnice vyjadřuje závislost rychlostní konstanty na teplotě k = A. e –E A /RT A – rychlostní konstanta, předexponenciální faktor E A – aktivační energie (J) R– univerzální plynová konstanta, R = 8, 314 J/ K. mol T – absolutní teplota (K) e – základ přirozeného logaritmu, e = 2,718 S rostoucí teplotou se hodnota rychlostní konstanty zvyšuje, a tím roste i rychlost reakce obr.č.8 Svante August Arrhenius švédský fyzik a chemik

23 Úkol 2 – vliv teploty Zhlédni video na internetové stránce popiš vlastními slovy průběh reakce a vliv daného faktoru.

24 Vliv reakčního mechanismu probíhá– li reakce pomocí dílčích reakcí, pak výsledná rychlost závisí na nejpomalejší z nich nejrychleji reagují plyny nejpomaleji pevné látky Vliv skupenství

25 Vliv tlaku uplatňuje se u reakcí v plynné fázi, ↑p  ↓V  ↑koncentrace; stavová rovnice plynů:p.V = n.R.T uplatňuje se u heterogenních reakcí pV = konst. Velikost povrchu

26 Úkol 3 – specifický povrch Vyhledej a zhlédni na internetových stránkách y6zt4&feature=endscreen video a popiš svými slovy průběh reakce.

27 Vliv katalyzátorů katalyzátor látka, která ovlivňuje rychlost chemické reakce (zkracují n. prodlužuje čas k dosažení chemické rovnováhy) sama se chemickou reakcí nemění snižuje nebo zvyšuje E A účastní se tvorby aktivovaného komplexu reakční teplo ( ΔH) katalyzované i nekatalyzované reakce je stejné

28 Reakční koordináta Energie E VL EPEP EAEA Reakční koordináta Energie E VL EPEP ΔHΔH A + B A – B A…..B S katalyzátorem (K) E A1 E A2 ΔHΔH A + K A – B + K A…..K K…..A…..B A – K Vliv katalyzátorů A + B→ A B A + K→AK AK + B→AB + K Bez katalyzátoru obr.č.9 Porovnání katalyzované a nekatalyzované reakce

29 Vliv katalyzátorů obr.č.10 Působení katalyzátorů

30 Úkol 4 – vliv katalyzátoru S pomocí internetových stránek &NR=1&v=rGP1AWacDxY &NR=1&v=rGP1AWacDxY zhlédni video a popiš průběh pokusu vlastními slovy.

31 Dělení katalyzátorů I pozitivní = snižují E A, reakční rychlost zvyšují negativní (inhibitory): -stabilizátory = reagují s meziprodukty řetězových reakcí a tím řetězovou reakci zastaví - katalytické jedy = zabraňují působení katalyzátorů (např. organické sloučeniny obsahující síru)

32 Dělení katalyzátorů II homogenní = reaktanty i katalyzátor jsou ve stejné fázi a tvoří spolu směs často kyseliny a zásady…tzv. acidobazická katalýza – autokatalýza = reakce katalyzovaná některým z meziproduktů reakce – selektivní katalyzátor = vysoce specifický, vede reakci určitým směrem (např. biokatalyzátory - enzymy) heterogenní = katalyzátor je pevná fáze s velkým povrchem (Pt, Raneyův nikl) reaktanty jsou plyny n. kapaliny reakce probíhá na povrchu katalyzátoru = kontaktní katalýza

33 Použité informační zdroje Obrázky obrázek nebo animace č.[1,3,6,9] – autor Yvona Pufferová [1] [online]. [cit ]. Dostupné z [2] MAREČEK, Aleš a Jaroslav HONZA. Chemie: Pro čtyřletá gymnázia. Třetí opravené vydání. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 2002, s. 99. ISBN [4] [online]. [cit ]. Dostupné z [5] [online]. [cit ]. Dostupné z chemicke-reakce-aktivacni.htmlhttp://chemie-obecna.blogspot.cz/2011/08/rychlost- chemicke-reakce-aktivacni.html [7] [online]. [cit ]. Dostupné z [8] [online]. [cit ]. Dostupné z [10] [online]. [cit ]. Dostupné z Literatura MAREČEK, Aleš a Jaroslav HONZA. Chemie pro čtyřletá gymnázia. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, ISBN BENEŠOVÁ, Marika a Hana SATRAPOVÁ. Odmaturuj z chemie. Brno: Didaktis, ISBN

34 Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/ s názvem „PODPORA CHEMICKÉHO A FYZIKÁLNÍHO VZDĚLÁVÁNÍ NA GYMNÁZIU KOMENSKÉHO V HAVÍŘOVĚ“ Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.


Stáhnout ppt "CH12. Chemická kinetika Mgr. Aleš Chupáč, RNDr. Yvona Pufferová Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o. Tento projekt je spolufinancován Evropským."

Podobné prezentace


Reklamy Google