Reacții chimice, condițiile pentru evoluția lor. Condiții pentru apariția reacțiilor chimice și teoria interacțiunilor elementare. Tipuri de reacții chimice

Viteza de reacție chimică Este o modificare a cantității unui reactant sau a unui produs de reacție pe unitate de timp pe unitate de volum (pentru o reacție omogenă) sau pe unitate de interfață (pentru o reacție eterogenă).

Legea acțiunii în masă: dependența vitezei de reacție de concentrația reactanților. Cu cât este mai mare concentrația, cu atât mai mult numărul de molecule cuprins în volum. În consecință, numărul de coliziuni crește, ceea ce duce la o creștere a vitezei procesului.

Ecuația cinetică- dependența vitezei de reacție de concentrație.

Solidele sunt 0

Molecularitatea reacției Este numărul minim de molecule care participă la un proces chimic elementar. În ceea ce privește molecularitatea, reacțiile chimice elementare sunt împărțite în moleculare (A →) și bimoleculare (A + B →); reacțiile trimoleculare sunt extrem de rare.

Ordinea generală de reacție este suma indicatorilor gradelor de concentrație din ecuația cinetică.

Constanta ratei de reactie- coeficientul de proporționalitate în ecuația cinetică.

Regula lui Van't Hoff: Cu o creștere a temperaturii la fiecare 10 grade, constanta vitezei unei reacții elementare omogene crește de două până la patru ori

Teoria activă a coliziunilor(TAS), există trei condiții necesare pentru a avea loc o reacție:

Moleculele trebuie să se ciocnească. Aceasta este o condiție importantă, dar nu este suficientă, deoarece o coliziune nu duce neapărat la o reacție.

Moleculele trebuie să aibă energia necesară (energie de activare).

Moleculele trebuie să fie corect orientate una față de cealaltă.

Energie activatoare- cantitatea minimă de energie care trebuie raportată sistemului pentru a avea loc o reacție.

Ecuația lui Arrhenius stabilește dependența constantei de viteză a unei reacții chimice de temperatură

A - caracterizează frecvența coliziunilor moleculelor care reacționează

R este constanta universală a gazului.

Influența catalizatorilor asupra vitezei de reacție.

Un catalizator este o substanță care modifică viteza unei reacții chimice, dar în sine nu este consumată în reacție și nu este inclusă în produsele finale.

În acest caz, se produce o modificare a vitezei de reacție datorită unei modificări a energiei de activare, iar catalizatorul cu reactivi formează un complex activat.

Cataliză - fenomen chimic, a cărui esență este o schimbare a vitezei reacții chimice sub acțiunea anumitor substanțe (se numesc catalizatori).

Cataliză heterogenă - reactivul și catalizatorul sunt în faze diferite - gazoase și solide.

Cataliză omogenă - reactivii (reactivii) și catalizatorul sunt în aceeași fază - de exemplu, ambii sunt gaze sau ambii sunt dizolvați într-un fel de solvent.

Condiții de echilibru chimic

starea de echilibru chimic este menținută atât timp cât condițiile de reacție rămân neschimbate: concentrație, temperatură și presiune.

Principiul lui Le Chatelier: dacă se exercită vreo influență externă asupra sistemului în echilibru, atunci echilibrul se va deplasa spre reacție, pe care această acțiune o va slăbi.

Constanta de echilibru - aceasta este o măsură a completitudinii reacției, cu atât valoarea este mai mare constante de echilibru, cu atât este mai mare gradul de conversie a materiilor prime în produse de reacție.

ΔG<0 К р >1 C pr> C ref

ΔG> 0 K p<1 С пр <С исх

1. Reacții chimice. Semne și condiții ale cursului lor. Ecuații chimice. Legea conservării masei de substanțe. Tipuri de reacții chimice.

2. Ce volum de gaz poate fi obținut prin interacțiunea a 60g soluție de carbonat de potasiu 12% cu acid sulfuric.

Reactie chimica - transformarea uneia sau mai multor substanțe în alta.
Tipuri de reacții chimice:

1) Reacție compusă- acestea sunt reacții în urma cărora se formează încă un complex din două substanțe.

2) Reacția de descompunere- aceasta este o reacție în urma căreia se formează mai multe dintre cele mai simple dintr-o substanță complexă.

3) Reacție de substituție- acestea sunt reacții între substanțe simple și complexe, în urma cărora se formează o nouă substanță simplă și nouă complexă.

4) Reacție de schimb Sunt reacții între două substanțe complexe, în urma cărora își schimbă părțile constitutive.

Condiții de reacție:

1) Contact strâns al substanțelor.
2) Încălzire
3) Măcinare (reacțiile sunt cele mai rapide în soluții)
Orice reacție chimică poate fi descrisă folosind o ecuație chimică.

Ecuația chimică Este o înregistrare condiționată a unei reacții chimice utilizând formule și coeficienți chimici.

Ecuațiile chimice se bazează pe legea conservării în masă : masa substanțelor care au intrat în reacție este egală cu masa substanțelor obținute ca urmare a reacției.
Semne ale reacțiilor chimice:

· Schimbarea culorii

· Evoluția gazelor

· Precipitare

· Generarea de căldură și lumină

· Eliberarea mirosului

2.

Numărul biletului 7

1. Prevederi de bază ale TEJ. - teoria disocierii electrice.

2. Câte grame de magneziu conținând 8% impurități pot reacționa cu 40 g de acid clorhidric.

Substanțele solubile în apă se pot disocia, adică descompuneți în ioni încărcați opus.
Disocierea electrică – descompunerea electrolitului în ioni în timpul dizolvării sau topirii.
Electroliti – substanțe, soluții sau topituri ale căror conductoare de curent electric (acizi, săruri, alcalii).
Sunt formate din legături ionice (săruri, alcalii) sau covalente, puternic polare (acizi).
Nu electroliți – substanțe ale căror soluții nu conduc curent electric (soluție de zahăr, alcool, glucoză)
Când sunt disociați, electroliții se descompun în cationi (+)și anioni (-)
Iona - particulă încărcată, în care se transformă atomii, ca rezultat al oferirii și luării ē
Proprietățile chimice ale soluțiilor de electroliți sunt determinate de proprietățile acelor ioni care se formează în timpul disocierii.

Acid - un electrolit care se disociază în cationi de hidrogen și un anion rezidual acid.

Acidul sulfuric se disociază în 2 cationi H cu o sarcină (+) și
anion SO 4 cu încărcare (-)
Fundații - un electrolit care se disociază în cationi metalici și anioni hidroxid.

Sare - electrolit, care în soluție apoasă se disociază în cationi metalici și anioni reziduali acizi.

2.

1. Reacțiile schimbului de ioni.

De-a lungul vieții noastre, ne confruntăm constant cu fenomene fizice și chimice. Fenomenele fizice naturale ne sunt atât de familiare încât nu le-am acordat o importanță deosebită de mult timp. Reacțiile chimice au loc în mod constant în corpul nostru. Energia care este eliberată în timpul reacțiilor chimice este utilizată în mod constant în viața de zi cu zi, în producție, atunci când lansează nave spațiale. Multe dintre materialele din care sunt fabricate lucrurile din jurul nostru nu sunt luate din natură într-o formă finită, ci sunt realizate folosind reacții chimice. În viața de zi cu zi, nu are prea mult sens să înțelegem ce s-a întâmplat. Însă, atunci când studiezi fizica și chimia la un nivel suficient, nu te poți descurca fără aceste cunoștințe. Cum se face distincția între fenomenele fizice și chimice? Există semne care vă pot ajuta să faceți acest lucru?

În timpul reacțiilor chimice, se formează substanțe noi din unele substanțe, diferite de cele originale. Prin dispariția semnelor primelor și apariția semnelor acestora din urmă, precum și prin eliberarea sau absorbția de energie, concluzionăm că a avut loc o reacție chimică.

Dacă o placă de cupru este calcinată, pe suprafața sa apare un strat negru; când suflă dioxid de carbon prin apă de var, cade un precipitat alb; când lemnul arde, picături de apă apar pe pereții reci ai vasului; când arde magneziu, se obține o pulbere albă.

Se pare că semnele reacțiilor chimice sunt o schimbare de culoare, miros, formarea sedimentelor și apariția gazului.

Atunci când se iau în considerare reacțiile chimice, este necesar să se acorde atenție nu numai modului în care se desfășoară, ci și condițiilor care trebuie îndeplinite pentru începutul și evoluția reacției.

Deci, ce condiții trebuie îndeplinite pentru a începe o reacție chimică?

Pentru aceasta, în primul rând, este necesar să aduceți substanțele care reacționează în contact (combinați-le, amestecați-le). Cu cât substanțele sunt zdrobite, cu atât suprafața contactului lor este mai mare, cu atât reacția dintre ele are loc mai rapid și mai activ. De exemplu, zahărul forfetar este greu de aprins, dar zdrobit și dispersat în aer, se arde într-o chestiune de fracțiuni de secundă, formând un fel de explozie.

Cu ajutorul dizolvării, putem rupe o substanță în particule minuscule. Uneori dizolvarea preliminară a materiilor prime facilitează reacția chimică dintre substanțe.

În unele cazuri, contactul substanțelor, de exemplu, fierul cu aerul umed, este suficient pentru a avea loc o reacție. Dar mai des un contact de substanțe nu este suficient pentru aceasta: este necesar să îndeplinim alte condiții.

Astfel, cuprul nu reacționează cu oxigenul atmosferic la o temperatură scăzută de aproximativ 20˚-25˚С. Pentru a provoca reacția compusului de cupru cu oxigenul, este necesar să recurgeți la încălzire.

Încălzirea afectează apariția reacțiilor chimice în diferite moduri. Unele reacții necesită încălzire continuă. Dacă încălzirea se oprește, reacția chimică se oprește. De exemplu, este necesară încălzirea constantă pentru a descompune zahărul.

În alte cazuri, încălzirea este necesară numai pentru apariția unei reacții, dă un impuls și apoi reacția continuă fără încălzire. De exemplu, observăm o astfel de încălzire atunci când ardem magneziu, lemn și alte substanțe combustibile.

site-ul, cu copierea completă sau parțială a materialului, este necesar un link către sursă.

§ 1 Semne ale reacțiilor chimice

În timpul reacțiilor chimice, substanțele originale sunt transformate în alte substanțe cu proprietăți diferite. Acest lucru poate fi judecat după semnele externe ale reacțiilor chimice: formarea unei substanțe gazoase sau insolubile, eliberarea sau absorbția de energie, o schimbare a culorii unei substanțe.

Încălziți o bucată de sârmă de cupru în flacăra unei lămpi cu alcool. Vom vedea că partea de sârmă care se afla în flacără s-a înnegrit.

Adăugați 1-2 ml de soluție de acid acetic în pulberea de bicarbonat de sodiu. Observăm apariția bulelor de gaz și dispariția sifonului.

Se adaugă 3-4 ml soluție de clorură de cupru la soluția de hidroxid de sodiu. În acest caz, o soluție albastră transparentă se va transforma într-un precipitat albastru strălucitor.

Adăugați 1-2 picături de soluție de iod la 2 ml soluție de amidon. Iar lichidul alb translucid va deveni opac albastru închis.

Cel mai important semn al unei reacții chimice este formarea de substanțe noi.

Dar acest lucru poate fi judecat după unele semne externe ale evoluției reacțiilor:

Precipitații de sedimente;

Schimbarea culorii;

Evoluția gazelor;

Aspectul unui miros;

Eliberarea sau absorbția de energie sub formă de căldură, electricitate sau lumină.

De exemplu, dacă o așchie luminată este adusă la un amestec de hidrogen și oxigen sau dacă o descărcare electrică este trecută prin acest amestec, atunci va avea loc o explozie asurzitoare și o nouă substanță se formează pe pereții vasului - apa. A existat o reacție a formării moleculelor de apă din atomii de hidrogen și oxigen cu eliberarea căldurii.

Dimpotrivă, descompunerea apei în oxigen și hidrogen necesită energie electrică.

§ 2 Condiții pentru apariția unei reacții chimice

Cu toate acestea, sunt necesare anumite condiții pentru a avea loc o reacție chimică.

Luați în considerare reacția de ardere a alcoolului etilic.

Apare atunci când alcoolul interacționează cu oxigenul atmosferic; pentru a începe reacția, este necesar contactul dintre moleculele de alcool și oxigen. Dar dacă deschidem capacul lămpii spirtoase, atunci când substanțele inițiale - alcool și oxigen - intră în contact, reacția nu are loc. Să aducem un meci luminat. Alcoolul de pe fitilul lămpii spirtoase se încălzește și se aprinde, începe reacția de ardere. Condiția prealabilă pentru reacția care are loc aici este încălzirea inițială.

Se toarnă soluție de peroxid de hidrogen 3% într-o eprubetă. Dacă lăsăm tubul deschis, peroxidul de hidrogen va începe să se descompună încet în apă și oxigen. În acest caz, viteza de reacție va fi atât de mică încât nu vom vedea semne de evoluție a gazelor. Adăugați puțină pulbere de oxid negru de mangan (IV). Observăm evoluția rapidă a gazelor. Acesta este oxigenul, care se formează în timpul reacției de descompunere a peroxidului de hidrogen.

O condiție prealabilă pentru declanșarea acestei reacții a fost adăugarea unei substanțe care nu participă la reacție, ci o accelerează.

O astfel de substanță se numește catalizator.

Este evident că anumite condiții sunt necesare pentru apariția și evoluția reacțiilor chimice, și anume:

Contactul materiilor prime (reactivi),

Încălzindu-le la o anumită temperatură,

Utilizarea catalizatorilor.

§ 3 Caracteristicile reacțiilor chimice

O caracteristică a reacțiilor chimice este că acestea sunt adesea însoțite de absorbția sau eliberarea de energie.

Dmitri Ivanovici Mendeleev a subliniat că cea mai importantă caracteristică a tuturor reacțiilor chimice este schimbarea energiei în cursul apariției lor.

Eliberarea sau absorbția căldurii în procesul de reacții chimice se datorează faptului că energia este cheltuită pe procesul de distrugere a unor substanțe (distrugerea legăturilor dintre atomi și molecule) și este eliberată în timpul formării altor substanțe (formarea de legături între atomi și molecule).

Schimbările de energie se manifestă fie prin degajare, fie prin absorbția căldurii. Reacțiile cu eliberarea căldurii se numesc exoterme.

Reacțiile care implică absorbția căldurii se numesc endoterme.

Cantitatea de căldură degajată sau absorbită se numește căldură de reacție.

Efectul termic este de obicei notat cu litera latină Q și semnul corespunzător: + Q pentru reacțiile exoterme și -Q pentru reacțiile endoterme.

Domeniul chimiei care studiază efectele termice ale reacțiilor chimice se numește termochimie. Primele studii ale fenomenelor termochimice au aparținut omului de știință Nikolai Nikolaevich Beketov.

Valoarea efectului de căldură este legată de 1 mol din substanță și este exprimată în kilojuli (kJ).

Majoritatea proceselor chimice care apar în natură, laborator și industrie sunt exoterme. Acestea includ toate reacțiile de ardere, oxidare, compuși ai metalelor cu alte elemente și altele.

Cu toate acestea, există și procese endoterme, de exemplu, descompunerea apei sub influența unui curent electric.

Efectele termice ale reacțiilor chimice variază foarte mult de la 4 la 500 kJ / mol. Cel mai semnificativ este efectul termic în timpul reacțiilor de ardere.

Să încercăm să explicăm care este esența transformărilor în curs de desfășurare a substanțelor și ce se întâmplă cu atomii substanțelor care reacționează. Conform doctrinei atomico-moleculare, toate substanțele sunt compuse din atomi conectați între ei în molecule sau alte particule. În cursul reacției, substanțele inițiale (reactivi) sunt distruse și se formează substanțe noi (produse de reacție). Astfel, toate reacțiile sunt reduse la formarea de substanțe noi din atomii care alcătuiesc substanțele originale.

În consecință, esența unei reacții chimice este rearanjarea atomilor, în urma căreia se obțin noi molecule (sau alte forme de materie) din molecule (sau alte particule).

Lista literaturii folosite:

1. NU. Kuznetsova. Chimie. clasa a 8-a. Manual pentru instituțiile de învățământ. - M. Ventana-Graf, 2012.

Secțiuni: Chimie

Tipul lecției: dobândirea de noi cunoștințe.

Tipul lecției: conversație cu demonstrarea experimentelor.

Obiective:

Educational- repetați diferențele dintre fenomenele chimice și fizice. Să formeze cunoștințe despre semnele și condițiile reacțiilor chimice.

în curs de dezvoltare- să dezvolte abilități, bazate pe cunoștințe de chimie, să pună probleme simple, să formuleze ipoteze., să generalizeze.

Educational - continua formarea viziunii lumii științifice a elevilor, încurajează o cultură a comunicării prin munca în perechi „elev-elev”, „student-profesor”, precum și observație, atenție, curiozitate, inițiativă.

Metode și tehnici metodologice: Conversație, demonstrație de experimente; completarea tabelului, dictare chimică, lucru independent cu carduri.

Echipamente și reactivi... Un raft de laborator cu eprubete, o lingură de fier pentru incinerarea substanțelor, o eprubetă cu o eprubetă de evacuare a gazului, o lampă cu alcool, chibrituri, soluții de clorură de fier FeCL 3, tiocianat de potasiu KNCS, sulfat de cupru (sulfat de cupru) CuSO 4, hidroxid de sodiu NaOH, carbonat de sodiu Na 2 CO 3, acid clorhidric HCL, S.

În timpul orelor

Profesor. Studiem capitolul „Modificări ale substanțelor” și știm că modificările pot fi fizice și chimice. Care este diferența dintre un fenomen chimic și unul fizic?

Student. Ca urmare a unui fenomen chimic, compoziția unei substanțe se schimbă și, ca urmare a unui fenomen fizic, compoziția unei substanțe rămâne neschimbată și se modifică doar starea ei de agregare sau forma și dimensiunea corpurilor.

Profesor.În același experiment, fenomenele chimice și fizice pot fi observate simultan. Dacă aplatizați un fir de cupru cu un ciocan, obțineți o placă de cupru. Forma firului se schimbă, dar compoziția sa rămâne aceeași. Acesta este un fenomen fizic. Dacă placa de cupru este încălzită la foc mare, luciul metalic va dispărea. Suprafața plăcii de cupru va fi acoperită cu un strat negru, care poate fi răzuit cu un cuțit. Aceasta înseamnă că cuprul interacționează cu aerul și se transformă într-o substanță nouă. Acesta este un fenomen chimic. O reacție chimică are loc între metal și oxigenul din aer.

Dictare chimică

Opțiunea 1

Exercițiu. Indicați despre ce fenomene (fizice sau chimice) vorbim. Explică-ți răspunsul.

1. Arderea benzinei într-un motor de mașină.

2. Pregătirea pulberii dintr-o bucată de cretă.

3. Reziduuri de plante putrezite.

4. Lapte acru.

5. Precipitații

Opțiunea 2

1. Arderea cărbunelui.

2. Topirea zăpezii.

3. Formarea ruginii.

4. Formarea înghețului pe copaci.

5. Strălucirea unui filament de tungsten într-un bec.

Criteriu de evaluare

Maximul pe care îl puteți înscrie este de 10 puncte (1 punct pentru un fenomen corect indicat și 1 punct pentru justificarea răspunsului).

Profesor. Deci, știți că toate fenomenele sunt împărțite în fizic și chimic. Spre deosebire de fenomenele fizice, fenomenele chimice sau reacțiile chimice sunt transformarea unor substanțe în altele. Aceste transformări sunt însoțite de semne externe. Pentru a vă familiariza cu reacțiile chimice, voi efectua o serie de experimente demonstrative. Trebuie să identificați semnele prin care puteți spune că a avut loc o reacție chimică. Acordați atenție condițiilor necesare pentru apariția acestor reacții chimice.

Experiment demonstrativ nr. 1

Profesor.În primul experiment, este necesar să aflăm ce se întâmplă cu clorura ferică (111) când i se adaugă soluție de tiocianat de potasiu KNCS.

FeCL 3 + KNCS = Fe (NCS) 3 +3 KCL

Student. Reacția este însoțită de o schimbare de culoare

Experiment demonstrativ nr. 2

Profesor. Se toarnă 2 ml de sulfat de cupru într-o eprubetă, se adaugă puțină soluție de hidroxid de sodiu.

CuSO 4 + 2 NaOH = Cu (OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

Student... Un precipitat albastru formează Cu (OH) 2 ↓

Experiment demonstrativ nr. 3

Profesor. Se adaugă soluție acidă de HCL la soluția obținută de Cu (OH) 2 ↓

Cu (OH) 2 ↓ + 2 HCL = CuCL 2 +2 HOH

Student... Precipitatul se dizolvă.

Experiment demonstrativ nr. 4

Profesor.Într-o eprubetă cu soluție de carbonat de sodiu, adăugați o soluție de acid clorhidric HCL.

Na2CO3 +2 HCL = 2 NaCL + H20 + CO2

Student... Gazul este evoluat.

Experiment demonstrativ nr. 5

Profesor. Să dăm foc unui sulf într-o lingură de fier. Oxid sulfuros gazos-sulf format (4) - SO2.

S + O 2 = SO 2

Student. Sulful se aprinde cu o flacără albăstruie, degajă fum înțepător abundent, degajă căldură și lumină.

Experiment demonstrativ nr. 6

Profesor. Reacția de descompunere a permangatului de potasiu este reacția de obținere și recunoaștere a oxigenului.

Student. Gazul este evoluat.

Profesor. Această reacție continuă cu încălzirea constantă, de îndată ce este oprită, reacția se oprește (vârful tubului de evacuare a gazului dispozitivului, de unde a fost obținut oxigen, este coborât într-o eprubetă cu apă - în timp ce încălzirea, oxigenul este eliberat, și poate fi văzut de bulele care ies din vârful tubului, dacă se oprește încălzirea - se oprește și eliberarea bulelor de oxigen).

Experiment demonstrativ nr. 7

Profesor.Într-o eprubetă cu clorură de amoniu NH 4 CL adăugați puțin NaOH alcalin în timpul încălzirii. Rugați unul dintre studenți să vină și să miroasă amoniacul eliberat. Avertizează-l pe student despre mirosul înțepător!

NH 4 CL + NaOH = NH 3 + HOH + NaCL

Student... Gazul este emis cu un miros înțepător.

Elevii notează semne ale reacțiilor chimice într-un caiet.

Semne ale reacțiilor chimice

Generarea (absorbția) de căldură sau lumină

Schimbarea culorii

Evoluția gazelor

Izolarea (dizolvarea) sedimentului

Schimbarea mirosului

Folosind cunoștințele elevilor despre reacțiile chimice, pe baza experimentelor demonstrative efectuate, întocmim un tabel cu condițiile pentru apariția și evoluția reacțiilor chimice.

Profesor. Ați studiat semnele reacțiilor chimice și condițiile de apariție a acestora. Muncă individuală pe cărți.

Care dintre semne sunt caracteristice reacțiilor chimice?

A) Formarea sedimentelor

B) Schimbarea stării de agregare

C) Evoluția gazelor

D) Măcinarea substanțelor

Partea finală

Profesorul rezumă lecția analizând rezultatele. Dă semne.

Teme pentru acasă

Dați exemple de fenomene chimice care apar în munca părinților, în gospodărie, în natură.

Conform manualului OS Gabrielyan „Chimie-clasa a VIII-a” § 26, exercițiu. 3.6 s 96