III . Влияние температуры на скорость реакции. Уравнения Вант-Гоффа и Аррениуса

1. Какие зависимости скорости реакции от температуры существуют? Изобразите зависимости графически.

2. Чем объясняется зависимость скорости реакции от температуры?

3. Как читается и записывается правило Вант-Гоффа. Какова область его применения?

4. Уравнение Аррениуса. Каков смысл «К₀» и «Е» в этом уравнении?

5. В чем суть теории активных столкновений? Её достоинства и недостатки.

6. Как трактуется энергия активации с позиций теории активных столкновений?

7.  В чем суть теории активированного комплекса?

8. Что понимается под энергией активации в этой теории?

9. К чему сводится аналитический метод определения энергии активации?

10. Какие экспериментальные данные надо иметь, чтобы определить энергию активации графическим методом?

 

Вопросы и задачи для самоконтроля знаний

1. Какова молекулярность и порядок реакции

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆?

2. Можно ли сравнивать величины констант скоростей реакций разных порядков?

3. В одну или несколько стадий наиболее вероятно протекание следующих реакций:

4HBr + O₂ → 2Br₂ + 2H₂O

N₂ + O₂ → 2NO

2H₂S + 3O₂ → 2H₂O + 2SO₂

CO₂ + H₂ → CO + H₂O

4. Какие экспериментальные данные требуются для определения порядка реакции?

5. Реакция первого порядка проходит на 35% за 35 минут. Какова скорость реакции при концентрации реагирующего вещества 0, 01 моль/л?                                           Ответ: 8, 6∙ 10^-4 моль∙ л^-1∙ мин^-1

6. Каковы причины увеличения скорости реакции с повышением температуры? Что такое температурный коэффициент скорости реакции?

7. Две реакции протекают при 20⁰С с одинаковой скоростью. Как соотносятся скорости этих реакций при 70⁰С, если температурный коэффициент скорости одной из них равен 2, 0, а другой – 3, 0?

Ответ: 1: 7, 6

Подготовьтесь к выполнению самостоятельной работы.

Образец билета

1. Какова средняя скорость реакции, если начальная концентрация исходных веществ

6 моль/л, а через 2 минуты 2 моль/л?

а) 1 моль/л·мин; б) 2 моль/л·мин; в) 3 моль/л·мин

2. Как записывается выражение для скорости реакции

СаО (к) + СО₂ (г) → СаСО₃ (к)?

а) V = K·C(CaO); б) V = K·C(CaO)·C(CO₂); в) V = K·C(CO₂)

3. Порядок реакции показывает

а) в какой последовательности протекают стадии процесса;

б) в какой степени скорость реакции зависит от концентрации веществ;

в) сколько молекул участвуют в элементарном акте взаимодействия.

4. При увеличении температуры на 20⁰С скорость реакции увеличилась в 16 раз, следовательно, температурный коэффициент реакции равен

а) 2; б) 4; в) 8

5. Реакция 2СО + О₂ = 2СО₂ относится к

а) мономолекулярным; б) бимолекулярным; в) тримолекулярным.

6. Избыток энергии по сравнению со средней энергией молекул реагентов, необходимый для образования активированного комплекса, называется ________________________________.

7. Катализатор не влияет на

а) скорость реакции; б) положение равновесия; в) энергию активации.

8. Схема действия катализатора E + S ↔ ES → E + P справедлива для

а) гомогенного катализа; б) гетерогенного катализа; в) ферментативного катализа.

9. Теория активных столкновений создана

а) Вант-Гоффом; б) Аррениусом; в) Больцманом.

Занятие второе

 

При подготовке ко второму занятию повторите, какие системы называются гомогенными и гетерогенными, что такое фаза. Из предыдущего занятия – трактовку энергии активации с позиций теорий активных столкновений и активированного комплекса.

Изучите материал, рассмотрев следующие вопросы

IV. Сложные реакции. Принцип независимости

1. Какие реакции называются сложными? Чем они отличаются от простых?

2. Какие виды сложных реакций вы знаете?

3. Какие реакции относятся к последовательным?

4. Скоростью какой стадии определяется скорость последовательной реакции?

5. Как протекают параллельные реакции?

6. Как рассчитываются константы скорости отдельных реакций?

7. В чем особенность протекания обратимых реакций?

8. Какие реакции называются сопряженными?

9. Сформулируйте принцип независимости, которому подчиняются сложные реакции.

 

V. Катализ, его виды. Закономерности катализа. Роль катализатора в процессе

1. Что такое катализ? (В определении раскрыть химическую сущность катализа).

2. Какие виды катализа существуют?

3. Что понимают под активностью и селективностью катализатора?

4. Каковы общие закономерности катализа?

5. Каковы отличительные особенности каждого вида катализа?

6. Как влияет катализатор на энергию активации процесса?

 

Вопросы и задачи для самоконтроля знаний

1. Можно ли с помощью катализатора сместить равновесие и увеличить выход целевого продукта?

2. За счет чего увеличивается скорость реакции в присутствии катализатора?

3. К какому виду катализа относятся процессы:

1) синтез аммиака, осуществляемый на железных катализаторах с добавками оксидов некоторых металлов;

2) разложение водородпероксида в присутствии каталазы;

3) крекинг нефти, идущий на алюмосиликатных катализаторах;

4) гидролиз сахарозы, ускоряемый ионами Н⁺.

4. В чем сущность автокатализа?

5. Какие вещества могут играть роль каталитических ядов?

6. Как изменяется скорость химической реакции при уменьшении энергии активации?

7. Во сколько раз увеличится скорость реакции, протекающей при 298 К, если энергию активации уменьшить на 4 кДж/моль?

Ответ: в 5 раз

В рабочей тетради начертите энергетический профиль реакции некаталитической и в присутствии катализатора.

 

 

ТЕМА 10.
АДСОРБЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ НА ГРАНИЦЕ ЖИДКОСТЬ-ГАЗ

 

Учебные цели

Биологические системы являются гетерогенными, т.е. состоят из нескольких фаз, отделенных друг от друга поверхностями раздела. Многие из веществ, входящих в состав живого организма, являются поверхностно-активными (ПАВ). Они принимают участие во многих физиологических процессах. ПАВ широко применяются в технологии лекарств. Они являются компонентами основ свечей и мазей, стабилизаторами эмульсий и жирорастворимых витаминов, гормонов и др. лекарственных средств.

Таким образом, знания свойств ПАВ помогают глубокому изучению биохимических и физиологических процессов, происходящих в организме человека, а также используются при изготовлении лекарственных средств.

Изучив эту тему, вы должны

«знать» -

1. Что изучает коллоидная химия.

2. Определение дисперсной системы, дисперсной фазы и дисперсионной среды. Признаки и примеры дисперсных систем.

3. Понятие свободной поверхностной энергии; причину избытка свободной поверхностной энергии на любой границе раздела фаз и пути самопроизвольного уменьшения свободной энергии для систем с жидкой дисперсионной средой.

4. Что называют поверхностным натяжением.

5. Виды поверхностных явлений (адсорбция, смачивание, адгезия) и причины их протекания.

6. Понятия: адсорбция, адсорбент, адсорбат.

7. Отличительные особенности физической и химической адсорбции.

8. Основные положения теории мономолекулярной адсорбции Ленгмюра.

9. Понятие поверхностной активности; факторы, влияющие на нее.

10. Характеристику поверхностно-активных, поверхностно-инактивных и поверхностно-неактивных веществ.

11. Что такое положительная и отрицательная адсорбция.

«уметь» -

1. Анализировать изотерму адсорбции с помощью уравнения Ленгмюра.

2. Графически определять константы Г_∞ и К.

3. Рассчитывать предельную величину адсорбции (Г_∞ ); площадку, занимаемую одной молекулой (S₀).

4. Анализировать изотермы поверхностного натяжения для ПАВ, ПИВ и ПНВ.

5. Сравнивать поверхностную активность ПАВ одного гомологического ряда по правилу Дюкло-Траубе.

«иметь практические навыки» -

1. Работать со сталагмометром.

2. Определять поверхностноу натяжение сталагмометрическим методом.

3. Рассчитывать 1) поверхностное натяжение, 2) величину адсорбции по экспериментальным данным.

 

4. Строить графические зависимости величины адсорбции и поверхностного натяжения от концентрации раствора при постоянной температуре.

5. Анализировать полученные экспериментальные данные и делать соответствующие выводы.

 

Учебные вопросы

1. Поверхностная энергия и поверхностные явления.

2. Адсорбция. Общие положения. Причины адсорбции. Природа адсорбционных сил. Теория мономолекулярной адсорбции Ленгмюра.

3. Адсорбция на границе газ-жидкость.

 

Литература

1. Беляев А.П., Кучук В.И., Евстратова К.И., Купина Н.А., Малахова Е.Е. Физическая и коллоидная химия: Учебник / Под ред. Проф. Беляева А.П. – М.: ГЭОТАР - Медиа, 2008, стр. 412-425, 448-456.

2. Евстратова К.И., Купина Н.А., Малахова Е.Е. Физическая и коллоидная химия: учебник для фармацевтических ВУЗов и факультетов/ под ред. Евстратовой К.И. – М.: Высш. шк., 1990, стр. 303-331

3. Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф. Коллоидная химия: Учебник для вузов.-3-е изд. доп. и исправл.- М.: АГАР, 2001, стр. 15-19, 30-37, 60-66, 71-74, 75-86

4. М.И.Гельфман, О.В.Ковалевич, В.П.Юстратов Коллоидная химия. - СПб.: Изд-во «Лань», 2003, стр. 15-23, 25-35

Методические указания студентам по подготовке к занятию

При подготовке к занятию изучите материал, рассмотрев следующие вопросы:

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: