Transcript HEMIJA -3.vežba Brzina hemisjke reakcije
HEMIJA
Vežbe 3. Brzina hemijske reakcije Hemijska ravnoteža
Zašto se visoke zgrade mogu eksplozivom srušiti za nekoliko sekundi?
Zašto hrani treba nekoliko dana da počne da se raspada?
Zašto su rudnici uglja pod visokim rizikom od eksplozije?
Šta je brzina hemijske reakcije?
Brzina kojom se reaktanti pretvaraju u proizvode tokom hemijske reakcije
Na primer:
1. Vatrometi se pale samo za par sekundi
Brzina reakcije
VELIKA
2. Za fotosintezu je potrebno par sati
Brzina reakcije MANJA
3. Erozija stena se dešava tokom mnogo godina
Brzina reakcije VEOMA SPORA
Neke reakcije su brze a neke veoma spore Isto važi i za rekcije u hemijskoj laboratoriji
Kako određujemo brzinu hemijske reakcije u laboratoriji ?
Na isti način na koji određujemo i brzinu vožnje !!!
Brzina = put (km) vreme (h)
Brzina hemijske reakcije je: Brzina = fizička promena vreme
A + B (reaktanti)
C + D (proizvodi)
Za vreme hemijske reakcije, reaktanti se troše a proizvodi nastaju
Kako dolazi do hemijske reakcije?
Prema kinetičkoj teoriji, čestice se konstantno kreću i sudaraju sve vreme
Međutim, veći deo sudara ne dovodi do reakcije, zašto?
SUDARI
Samo oni sudari u kojima molekuli imaju :
Minimalnu količinu energije koja je potrebna da bi došlo do reakcije ENERGIJA AKTIVACIjE, Ea i PRAVU ORJENTACIJU EFIKASNI (USPEŠNI) SUDARI
SUDARI
Da bi se reakcija odigrala, molekuli reaktanata moraju da se sudare i da pritom imaju dovoljnu količinu energije Energija aktivacije Ea
Minimalna količina energije koja je potrebna da bi došlo do reakcije zove se energija aktivacije.
Energetski dijagram
2. T emperatura 3. K oncentracija 4. 1. Veličina dodirne površine 5. P ritisak Katalizator
Ako je čestica čvrstog reaktanta manja, veličina ukupne površine koja je izložena sudaru sa
drugim reaktantom je veća Broj sudara se povećava
Broj uspešnih sudara se povećava
Brzina hemijske reakcije je veća
Pri višoj temperaturta kinetička energija molekula reaktanata je veća
Molekuli se brže kreću Broj sudara se povećava Broj uspešnih sudara se povećava Brzina hemijske reakcije je veća
Pri povećanju koncentracije povećava se broj molekula u jedinici zapremine
Broj sudara se povećava
Broj uspešnih sudara se povećava
Brzina hemijske reakcije je veća
Supstance koje ubrzavaju hemijsku reakciju-pozitivni katalizatori Inhibitori usporavaju hemijsku reakciju-negativni katalizatori Reakcija se odigrava drugim reakcionim putem pa je energija aktivacije manja Više molekula može da postigne manju energiju aktivacije Broj uspešnih sudara se povećava
Brzina hemijske reakcije je veća
Pri povećanju pritiska, veći broj molekula se nalazi u jedinici zapremine
Broj sudara se povećava
Broj uspešnih sudara se povećava
Brzina hemijske reakcije je veća
Brzina hemijske reakcije predstavlja promenu koncentracije reaktanata (ili) proizvoda u jedinici vremena A + B
→
C + D
v v
d d d
t
C C d
t
mol dm 3 s 3 s
v
d d
t
mol dm 3 s
v
d d
t
mol dm 3 s
Uticaj koncentracije na brzinu hemijske reakcije Zakon o dejstvu masa (Guldberg-Waage): Brzina hemijske reakcije proporcionalna je proizvodu koncentracija (ili parcijalnih pritisaka) reagujućih supstanci) aA + bB
direktna povratna
cC + dD
Uticaj koncentracije na brzinu hemijske reakcije aA + bB
direktna povratna
cC + dD
V d = k d ·[A] a ·[B] b V- brzina hemijske reakcije k- konstanta brzine za datu rekciju [A] – molarna koncentracija V p = k p ·[C] c ·[D] d U izraz za brzinu hemijeke reakcije ulaze koncentracije supstanci koje su: Gasovite (g) i rastvorene u vodi (aq) Ne ulaze: Tečne (l) i čvrste (s) supstance !!!
Primer : Homogene reakcije N 2(g) + 3H 2(g) V d = k d ·[N 2 ]·[H 2 ] 3 2NH 3(g) V p = k p ·[NH 3 ] 2 2NO (g) + O 2(g) V d = k d
·
[NO] 2
·
[O 2 ] 2NO 2(g) V p = k p · [NO 2 ] 2
Heterogene reakcije C (s) + O 2(g) V d = k d
·
[O 2 ] CO 2(g) V p = k p · [CO 2 ] Fe (s) + S (s) V d = k d FeS (s) V p = k p
aA + bB
direktna povratna
cC + dD
V d = k d ·[A] a ·[B] b V p = k p ·[C] c ·[D] d v d = v p k d ·[A] a ·[B] b = k p ·[C] c ·[D] d K = k d k p = [C] [A] c a ·[D] ·[B] d b K – konstantna veličina na konstantnoj temperaturi KONSTANTA RAVNOTEŽE
Primer:
3H 2 (g) + N 2 (g)
K
H
2
NH
3 3 2
N
2 2NH 3 (g)
OGLED 1. Zavisnost brzine hemijske reakcije od koncentracije reaktanata Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 Natrijum tiosulfat
A Epruveta
Na 2 S 2 O 3 (cm 3 ) H 2 O (cm 3 )
1
1 4
B Epruveta
H 2 SO 4 H 2 O (cm (cm 3 ) 3 )
1
1 4
2
2 3
2
2 3 S + SO 2 + Na 2 SO 4 + H 2 O
3
3 2
3
3 2
4
4 1
4
4 1
Meri se vreme u sekundama od spajanja rastvora do pojave zamućenja !!!
A+B
t (s)
1 2 3 4
OGLED 2. Zavisnost brzine hemijske reakcije od temperature Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 Natrijum tiosulfat
A Epruveta
Na 2 S 2 O 3 (cm 3 ) H 2 O (cm 3 )
1
2 3
B Epruveta
H 2 SO 4 H 2 O (cm (cm 3 ) 3 )
1
2 3
T ( 0 C)
t (s)
2
2 3
2
2 3 S + SO 2 + Na 2 SO 4 + H 2 O
3
2 3
3
2 3
Meri se vreme u sekundama od spajanja rastvora do pojave zamućenja !!!
25 35 45
Domaći:
Napisati izraze za brzinu hemijske reakcije i konstante ravnoteže za sledeće primere: 2H 2 (g) + O 2 (g) 2H 2 O(g) H 2 (g) + I 2 (g) 2HI(g) 2SO 2 (g) + O 2 (g) 2SO 3 (g) S(s) + O 2 (g) SO 2 (g) Cu(s) + O 2 (g) CuO(s)