Реферат: Кинетика физико-химических процессов. Химическое равновесие - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Кинетика физико-химических процессов. Химическое равновесие

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 37 kb, скачать бесплатно
Обойти Антиплагиат
Повысьте уникальность файла до 80-100% здесь.
Промокод referatbank - cкидка 20%!

Узнайте стоимость написания уникальной работы

  1. Теоретическая часть.


Раздел химии, изучающий скорость и механизм протекания физико-химических процессов, называется химической кинетикой. Кинетика позволяет выяснить реальные механизмы протекания процессов. В химической кинетике различают гомогенные и гетерогенные процессы.

Гомогенные процессы протекают во всем объёме, и реагирующие вещества находятся в одной фазе. В этом случае молекулы реагирующих веществ находятся в одинаковых условиях. Гетерогенные процессы протекают на границе раздела фаз.

Скоростью физико-химического процесса называется изменение количества реагирующих веществ в единицу времени в единице реакционного пространства. Реакционным пространством в гомогенной системе служит объем сосуда, в котором происходит взаимодействие, в гетерогенной – поверхность раздела фаз. Формулы для средних скоростей этих процессов имеют вид:

n n

Vгом=------- ; Vгетер=------

n S

где, n = n2 – n1 ,  = 2 - 1.

n2 и n1 – количество молей изменяющегося в реакции вещества в моменты времени 2 и 1.  - объем реакционного пространства, S – площадь границы раздела двух сред.

Скорость физико-химических процессов величина положительная, поэтому перед дробью ставят знак . Измеряется : моль/л*с, моль/м?*с.

Количество вещества отнесенное к занимаемому объему есть мольная концентрация. Т.е. скорость гомогенной реакции есть изменение концентрации одного из реагирующих веществ в еденицу времени:

C2 – C1 C

Vгом = ------- =  -----

2 - 1 

Скорость реакции зависит от природы реагирующих веществ, их концентрации, температуры, давления, присутствия в системе католизаторов и т.д.

Закон действия масс: скорость гомогенной химической реакции при постоянной температуре прямо пропорциональна произведению концентрации реагирующих веществ, взятых в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакций.

Правило Вант-Гоффа: при увеличении температуры на каждые 10 скорость химической реакции возрастает в 2-4раза.

где Vt1 и Vt2 – скорости реакции соответственно при конечной t2 и начальной t1 температурах, g - температурный коэффициент скорости (от 2 до 4), показывающий, во сколько раз возрастает скорость реакции с повышением температуры реагирующих веществ на 10. Одним из наиболее распространенных способов изменения скорости является катализ. Катализ может быть гомогенным (реагенты и катализатор в одной фазе) и гетерогенным (реагент и катализатор в разных фазах)

Все физико-химические процессы можно разделить на обратимые и необратимые.

Состояние процесса, при котором скорости прямой и обратной реакции равны, называется химическим равновесием.

Для обратимой реакции: aA + bB  cC + dD, в состоянии равновесия выполняется следущее соотношение:

CC * CD PC * PD

KC = --------- или Kp = --------

CA * CB PA * PB


Где CA, CB, CC, CD (PA, PB, PC ,PD) – концентрации (парциальные давления) реагирующих веществ; a, b, c, d – стехиометрические коэффициенты; К – константа равновесия, выраженная через концентрацию или давление. (причем Kp = KC (R T) , где n = c+d –a– b)

Направление смещения химического равновесия при изменении условий определяется принципом Ле – Шателье: если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказывается воздействие (изменяются концентрация, температура давление), то оно благоприятствует той из двух противоположных реакций, которая ослабляет это воздействие.


  1. Практическая часть


Цель работы: изучить влияние различных факторов на кинетику и равновесие физико-химических процессов.


2.1 Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ.


2.1.1 Описание хода работы.


Используя мерный цилиндр в 5 обозначенных пробирках создаем разные концентрации раствора Б (достигается путем разбавления раствора Б разным количеством воды (см. данные в таблице 1 )). Далее в пропорции 1:1 (по 20 капель) смешиваем раствор А и раствор из 1 пробирки. В момент сливания засекаем время начала опыта на секундомере. В момент появления синей окраски фиксируем момент завершения опыта. Для каждого варианта концентрации раствора Б проводим свой опыт и данные заносим в таблицу.


2.1.2 Данные опыта.


Таблица1

Объем, мл

Относительная концентрация раствора Б

(нормальность)

Время t,с

Относительная скорость реакции u=1/t, с-1


Раствор Б

Дистиллированная вода




1

10

0

0,02

6.8

0.15

2

10

5

0,0133

10

0.1

3

10

10

0,01

12

0.083

4

10

15

0,008

16.9

0.059

5

10

20

0,0066

22

0.045


2.1.3 Расчет и анализ экспериментальных данных.


Уравнение реакции:

2KIO3+5Na2SO3+H2SO4=I2+5Na2SO4+K2SO4+H2O

или

2IO3-+5SO32-+2H+=I2+5SO42-+H2O


Рис1.График зависимости скорости протекания реакции от концентрации реагирующих веществ.

2.1.4.Выводы.


Из графика видно, что скорость является функцией концентрации реагирующих веществ. Это следует из того, что реагируют те молекулы, которые сталкиваются. Поэтому, чем больше концентрация (и следовательно вероятность столкновения молекул ) реагентов, тем выше скорость протекания реакции.


2.2 Зависимость скорости реакции от температуры.


2.2.1 Описание хода работы.


В одну пробирку помещено 20 капель раствора щавелевой кислоты. В другой - 20 капель перманганата калия, 20 капель концентрированной серной кислоты (пробирка охлаждается под струей холодной воды). Обе пробирки и термометр вставляются в отверстие крышки, которой закрыт химический стакан, наполненный водой (пробирки и термометр не должны касаться дна стакана). После этого стакан ставится на электроплитку и вода нагревается до температуры 30*С. Затем содержимое пробирки с перманганатом калия выливается в пробирку со щавелевой кислотой, которая остается в стакане. Одновременно включается секундомер и выключается только при полном обесцвечивании растворов. Затем опыт повторяется при температурах 40,50 и 60С. Данные заносятся в таблицу.


2.2.2. Данные опыта.


Уравнение реакции:

5H2C2O+ 2KMnO4+3H2SO4=10CO2+2MnSO4+K2SO4+8H2O

или

5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2+2Mn2++8H2O.

Таблица 2

Температура t, oC

Время от начала реакции до конца

Относительная скорость реакции u=1/t, с-1

1

30

30

0.033

2

40

9

0.111

3

50

7

0.142

4

60

3

0.333


2.2.3 Расчет и анализ экспериментальных данных.


Рис 2. График зависимости скорости протекания реакции от температуры.


2.2.4 Выводы.

Исходя из анализа полученных данных можно заключить, что скорость физико-химического процесса непосредственно зависит от температуры. Повышение температуры влечет за собой возрастания числа активных молекул, обладающих избыточной энергией. Избыточная энергия позволяет молекулам добиться того, чтобы столкновения были эффективными. Эта энергия также называется энергией активации.


2.3 Зависимость скорости гетерогенной реакции от величины поверхности реагирующих веществ.


2.3.1 Описание хода работы.


Даны 2 пробирке с 10% раствором соляной кислоты. В одну из них помещают мел, в другую – мрамор (в одинаковых количествах).


2.3.2 Данные опыта.


В пробирке с мелом реакция протекает более интенсивно. В пробирке с мрамором реакция протекает значительно медленнее.

Уравнение реакции:

CaCO3+2HCl = CaCl2+H20+CO2­

2.3.3 Расчет и анализ экспериментальных данных.


Величина поверхности мела значительно больше, чем мрамора. Это связано с особенностями строения этих веществ. Мел имеет более рыхлую структуру чем мрамор.


2.3.4 Выводы.


Величина поверхности вещества влияет на скорость реакции. Чем больше поверхность вещества, тем больше скорость протекания гетерогенной реакции.


2.4 Влияние концентрации реагирующих веществ на состояние равновесия.

2.4.1 Описание хода работы.

В стакан налито 10 мл 2-х %-го раствора FeCl3 и добавлено 10 мл 1 %-го раствора KCNS. Полученный раствор разделен на 4 пробирки. В 1-ю добавляется 3-5 капель концентрированного раствора FeCl3, во вторую – 2-3 капли концентрированного раствора KCNS, в третью помещено немного твердого KCl. Четвертая пробирка является контрольной. Cравнивается интенсивность окраски полученных растворов. Данные записываются в таблицу.

1.4.2.Данные опыта.

Таблица 3

Добавленное вещество

Изменение интенсивности окраски (усиление, ослабление)

Направление смещения равновесия

1

FeCl3

Усиление

®

2

KCNS

Усиление

®

3

KCl

Ослабление

¬

4

––

––

“

Уравнение реакции:

FeCl3+3KCNS Fe(CNS)3+3KCL


2.4.3 Расчет и анализ экспериментальных данных.


В первой пробирке концентрация FeCl3 увеличилась, и интенсивность окраски усилилась, это связано с тем, что равновесие сместилось в сторону продукта реакции, усиливающего интенсивность окраски. Во второй пробирке увеличилась концентрация KCNS и интенсивность окраски усилилась т.к. равновесие сместилось в сторону продукта реакции, усиливающего интенсивность окраски. В третей пробирке увеличилась концентрация KCl и интенсивность окраски ослабилась, т.к. равновесие сместилось в сторону реагентов и скорость протекания реакции уменьшилась.


2.4.4. Выводы.


При увеличении концентрации исходных веществ равновесие смещается в сторону продуктов реакции. При увеличении продуктов реакции равновесие смещается в сторону исходных веществ. Это один из случаев действия принципа Ле-Шателье (изменение концентрации).


2.5 Влияние температуры на состояние равновесия.


2.5.1 Описание хода работы.


В пробирке находится 4-5 мл. раствора крахмала. К нем приливают несколько капель раствора йода до появления синего окрашивания. Сначала пробирку нагревают в сосуде с горячей водой, а затем охлаждают до комнатной температуры.

2.5.2. Данные опыта.


Уравнение реакции (схема):

иод + крахмал иодокрахмал (DН<0>#

При нагревании окраска ослабевает. При охлаждении окраска усиливается.

2.5.3. Выводы.

При повышении температуры равновесие смещается в сторону протекания эндотермического процесса (DН>0), а понижение температуры вызывает смещение равновесия в сторону экзотермической реакции (DН<0>


3. Контрольные вопросы.

1. Объясните физический смысл константы скорости. Укажите факторы, влияющие на численное значение константы скорости.

Константа скорости k показывает, с какой скоростью идет химический процесс при концентрациях реагирующих веществ равных 1 моль/л. На числовое значение константы скорости влияет температура, природа реагирующих веществ, присутствие катализаторов.

2. Во сколько раз измениться скорость прямой и обратной реакций

2SO2(г) + О2(г) = 2SO3

если объем газовой смеси уменьшить в 3 раза.

u0=k*С2SO2*CO2

u1=k*(3CSO2)2*3CO2=27*k*C2SO2*CO2

u1 /u0=27.

3. Вычислить значение энергии активации реакции, скорость которой при 300 К в 10 раз больше, чем при 280 К.

Т1=280К uТ2=uТ1*g(Т2-Т1)/10 g=Ц10

Т2=300К lg g = (Ea/2,3R)*((T2-T1)/(T2*T1))

Еа=? Ea=80,3 кДж/моль

uТ2=10uТ1

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники.







Кафедра Химии.



Отчет по лабораторной работе №1


“Кинетика физико-химических процессов.

Химическое равновесие.”





Проверил преподаватель Выполнил студент 1 курса

Соловей Нина Петровна группы 050506 ФКСиС

Бутылецкий Д.В.




Г. Минск 2000

1Авиация и космонавтика
2Архитектура и строительство
3Астрономия
 
4Безопасность жизнедеятельности
5Биология
 
6Военная кафедра, гражданская оборона
 
7География, экономическая география
8Геология и геодезия
9Государственное регулирование и налоги
 
10Естествознание
 
11Журналистика
 
12Законодательство и право
13Адвокатура
14Административное право
15Арбитражное процессуальное право
16Банковское право
17Государство и право
18Гражданское право и процесс
19Жилищное право
20Законодательство зарубежных стран
21Земельное право
22Конституционное право
23Конституционное право зарубежных стран
24Международное право
25Муниципальное право
26Налоговое право
27Римское право
28Семейное право
29Таможенное право
30Трудовое право
31Уголовное право и процесс
32Финансовое право
33Хозяйственное право
34Экологическое право
35Юриспруденция
36Иностранные языки
37Информатика, информационные технологии
38Базы данных
39Компьютерные сети
40Программирование
41Искусство и культура
42Краеведение
43Культурология
44Музыка
45История
46Биографии
47Историческая личность
 
48Литература
 
49Маркетинг и реклама
50Математика
51Медицина и здоровье
52Менеджмент
53Антикризисное управление
54Делопроизводство и документооборот
55Логистика
 
56Педагогика
57Политология
58Правоохранительные органы
59Криминалистика и криминология
60Прочее
61Психология
62Юридическая психология
 
63Радиоэлектроника
64Религия
 
65Сельское хозяйство и землепользование
66Социология
67Страхование
 
68Технологии
69Материаловедение
70Машиностроение
71Металлургия
72Транспорт
73Туризм
 
74Физика
75Физкультура и спорт
76Философия
 
77Химия
 
78Экология, охрана природы
79Экономика и финансы
80Анализ хозяйственной деятельности
81Банковское дело и кредитование
82Биржевое дело
83Бухгалтерский учет и аудит
84История экономических учений
85Международные отношения
86Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
87Финансы
88Ценные бумаги и фондовый рынок
89Экономика предприятия
90Экономико-математическое моделирование
91Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Женская логика как лицензионное соглашение - ничего не понятно, но вынужден соглашаться.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по химии "Кинетика физико-химических процессов. Химическое равновесие", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2017
Рейтинг@Mail.ru