Слайд 1
Скорость химических реакций
Презентация
Презентация на тему «Скорость химических реакций»
9 слайдов · сгенерирована в Презентоше — бесплатном генераторе презентаций
Слайд 2
Понятие скорости
Скоростью химической реакции называют изменение концентрации реагирующего или образующегося вещества в единицу времени, обычно в секундах. На практике, если в реакторе концентрация вещества уменьшается с 1,0 до 0,8 моль на литр за 10 секунд, средняя скорость реакции составит 0,02 моль на литр в секунду. Для точного описания используют мгновенную скорость, рассчитываемую как производную концентрации по времени. Единицы измерения скорости зависят от типа системы, но для гомогенных реакций чаще всего используют моль на литр в секунду.
Слайд 3
Формулы и расчёт
Мгновенная скорость химической реакции математически выражается как отношение изменения концентрации вещества к бесконечно малому промежутку времени. При записи уравнения реакции учитывают стехиометрические коэффициенты, поэтому скорость по разным веществам одной реакции совпадает после деления на соответствующий коэффициент. Например, для реакции разложения пероксида водорода две молекулы исходного вещества дают одну молекулу кислорода, и это отражается в формулах скорости. В лабораторных расчётах часто используют среднюю скорость за конечный интервал времени, что удобно при обработке экспериментальных данных.
Слайд 4
Гомогенные и гетерогенные
Для гомогенных реакций, протекающих в одной фазе, скорость определяют по изменению концентрации в единице объёма системы. В гетерогенных реакциях, где взаимодействуют разные фазы, важна площадь поверхности соприкосновения, и скорость часто связывают с числом актов на единицу площади. Например, растворение куска мела в кислоте идёт медленнее, чем порошка, обладающего намного большей суммарной поверхностью. Поэтому при проектировании промышленных процессов учитывают как объём, так и характер фазового контакта веществ.
Слайд 5
Концентрация реагентов
Увеличение концентрации реагентов обычно приводит к ускорению реакции за счёт роста числа эффективных столкновений частиц в единицу времени. Для многих простых реакций скорость прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, что подтверждается кинетическими уравнениями. В газовой фазе вместо концентрации часто удобно рассматривать давление, которое прямо связано с числом молекул в объёме. В биохимических системах при высоких концентрациях возможен выход на насыщение, когда дальнейшее увеличение содержания субстрата уже почти не ускоряет процесс.
Слайд 6
Влияние температуры
Повышение температуры на каждые десять градусов обычно увеличивает скорость большинства реакций примерно в два–четыре раза, что описывается правилом Вант‑Гоффа. Этот эффект связан с ростом доли частиц, обладающих энергией выше энергии активации, что объясняется молекулярно‑кинетической теорией. Например, при нагревании смеси водорода с кислородом с комнатной температуры до нескольких сотен градусов воспламенение происходит практически мгновенно. Однако для некоторых сложных реакций сильный нагрев может приводить к образованию побочных продуктов или разложению катализаторов.
Слайд 7
Роль катализаторов
Катализаторы изменяют скорость химической реакции, не расходуясь в процессе и возвращаясь к исходному состоянию после завершения элементарного цикла. Они снижают энергию активации, предлагая альтернативный путь превращения, что особенно заметно в органическом и биохимическом синтезе. Например, ферменты в живых клетках позволяют реакциям, которые без них шли бы годами, протекать за доли секунды при температуре около тридцати семи градусов. Существуют также вещества‑ингибиторы, которые наоборот замедляют реакции, как это делают стабилизаторы при хранении полимеров или лекарств.
Слайд 8
Площадь поверхности
Для реакций с участием твёрдых веществ скорость во многом определяется площадью их поверхности, доступной для контакта с другой фазой. Чем мельче измельчено твёрдое вещество, тем быстрее идёт процесс, поскольку возрастает число активных участков взаимодействия. Это отчётливо видно при сгорании: древесная мука или алюминиевая пудра вспыхивают значительно быстрее, чем цельные куски дерева или слитки металла. В промышленности для повышения скорости гетерогенных процессов используют измельчение, пористые катализаторы и интенсивное перемешивание.
Слайд 9
Биологические примеры
В живых системах скорость химических реакций строго регулируется и может изменяться в тысячи и миллионы раз за счёт включения или выключения ферментов. Например, расщепление молекулы сахарозы в присутствии соответствующего фермента происходит за миллисекунды, тогда как без него при тех же условиях реакция практически не наблюдается. Скорость обмена веществ у разных организмов и даже у одного организма при разных температурах тесно связана с температурной зависимостью ферментативных реакций. Нарушение нормальных скоростей таких процессов лежит в основе ряда заболеваний, что учитывают при разработке лекарственных препаратов.
Нужна такая же презентация, но по своей теме?
Презентоша сгенерирует презентацию по любой теме за минуту — бесплатно.
Создать презентациюРазделы:Химия