الأقسام: كيمياء
الغرض من الدرس
- التعليمية:الاستمرار في تشكيل مفهوم "معدل التفاعلات الكيميائية" ، واشتقاق الصيغ لحساب معدل التفاعلات المتجانسة وغير المتجانسة ، والنظر في العوامل التي يعتمد عليها معدل التفاعلات الكيميائية ؛
- تطوير:تعليم معالجة وتحليل البيانات التجريبية ؛ تكون قادرة على معرفة العلاقة بين معدل التفاعلات الكيميائية والعوامل الخارجية ؛
- التعليمية:لمواصلة تطوير مهارات الاتصال في سياق العمل الثنائي والجماعي ؛ لتركيز انتباه الطلاب على أهمية المعرفة حول معدل التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الحياة اليومية (تآكل المعادن ، اللبن الرائب ، التعفن ، إلخ)
الوسائل التعليمية: د.جهاز عرض متعدد الوسائط ، جهاز كمبيوتر ، شرائح حول القضايا الرئيسية للدرس ، قرص مضغوط "Cyril and Methodius" ، جداول على الجداول ، بروتوكولات العمل المخبري ، معدات المختبرات والكواشف ؛
طرق التدريس:التكاثر ، البحث ، الاستكشافية جزئيا ؛
شكل تنظيم الطبقات:محادثة ، عمل عملي ، عمل مستقل ، اختبار ؛
شكل تنظيم العمل الطلابي:أمامي ، فردي ، جماعي.
1. تنظيم الطبقة
الاستعداد الطبقي للعمل.
2. التحضير للمرحلة الرئيسية لإتقان المادة التعليمية. تفعيل المعرفة والمهارات الداعمة(الشريحة 1 ، انظر العرض التقديمي للدرس).
موضوع الدرس هو "معدل التفاعلات الكيميائية. العوامل المؤثرة في معدل التفاعل الكيميائي ".
المهمة: معرفة معدل التفاعل الكيميائي والعوامل التي يعتمد عليها. في سياق الدرس ، سوف نتعرف على نظرية السؤال في الموضوع أعلاه. في الممارسة العملية ، سوف نؤكد بعض افتراضاتنا النظرية.
الأنشطة الطلابية المتوقعة
يظهر العمل النشط للطلاب استعدادهم لإدراك موضوع الدرس. تحتاج إلى معرفة الطلاب بمعدل التفاعل الكيميائي من مقرر الصف التاسع (التواصل داخل المادة).
دعنا نناقش الأسئلة التالية (الجزء الأمامي ، الشريحة 2):
- لماذا نحتاج إلى معرفة معدل التفاعلات الكيميائية؟
- ما الأمثلة التي يمكن أن تؤكد أن التفاعلات الكيميائية تسير بمعدلات مختلفة؟
- كيف يتم تحديد سرعة الحركة الميكانيكية؟ ما وحدة قياس هذه السرعة؟
- كيف يتم تحديد معدل التفاعل الكيميائي؟
- ما هي الشروط التي يجب تهيئتها لبدء تفاعل كيميائي؟
دعونا ننظر في مثالين (يتم إجراء التجربة بواسطة المعلم).
يوجد على الطاولة أنبوبان اختبار ، أحدهما محلول قلوي (KOH) ، والآخر - مسمار ؛ صب محلول CuSO4 في كل من أنابيب الاختبار. ماذا نشاهد؟
الأنشطة الطلابية المتوقعة
باستخدام الأمثلة ، يحكم الطلاب على سرعة ردود الفعل ويستخلصون الاستنتاجات المناسبة. كتابة ردود الفعل على السبورة (طالبان).
في أنبوب الاختبار الأول ، حدث التفاعل على الفور ، في الأنبوب الثاني - لا توجد تغييرات مرئية حتى الآن.
لنقم بتكوين معادلات التفاعل (طالبان يكتبان معادلات على السبورة):
- CuSO 4 + 2KOH = Cu (OH) 2 + K 2 SO 4 ؛ النحاس 2+ + 2 أوه - = النحاس (أوه) 2
- Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + النحاس ؛ Fe 0 + Cu 2+ = Fe 2+ + Cu 0
ما النتيجة التي يمكن أن نستخلصها من ردود الفعل التي تم تنفيذها؟ لماذا رد فعل واحد فوري والآخر بطيء؟ للقيام بذلك ، من الضروري أن نتذكر أن هناك تفاعلات كيميائية تحدث خلال الحجم الكامل لمساحة التفاعل (في الغازات أو المحاليل) ، وهناك تفاعلات أخرى تحدث فقط على سطح ملامسة المواد (احتراق مادة صلبة في الغاز ، تفاعل معدن مع حمض ، ملح من معدن أقل نشاطًا).
الأنشطة الطلابية المتوقعة
بناءً على نتائج التجربة المعروضة ، استنتج الطلاب:رد الفعل 1 متجانس ورد فعل
2 - غير متجانسة.
سيتم تحديد معدلات ردود الفعل هذه رياضيًا بطرق مختلفة.
تسمى دراسة معدلات وآليات التفاعلات الكيميائية حركية الكيميائية.
3. استيعاب المعارف وأساليب العمل الجديدة(الشريحة 3)
يتم تحديد معدل التفاعل من خلال التغيير في كمية المادة لكل وحدة زمنية
في الوحدة الخامسة
(للتجانس)
على وحدة سطح التلامس للمواد S (غير المتجانسة)
من الواضح ، مع هذا التعريف ، أن قيمة معدل التفاعل لا تعتمد على الحجم في نظام متجانس وعلى منطقة التلامس للكواشف في نظام غير متجانس.
الأنشطة الطلابية المتوقعة
الإجراءات النشطة للطلاب بهدف الدراسة. دخول الجدول في دفتر الملاحظات.
يتبع ذلك نقطتان مهمتان (الشريحة 4):
2) ستعتمد القيمة المحسوبة للسرعة على المادة التي تحددها ، واختيار الأخير يعتمد على الراحة وسهولة قياس مقدارها.
على سبيل المثال ، للتفاعل 2Н 2 + О 2 = 2Н 2: υ (وفقًا لـ Н 2) = 2 υ (وفقًا لـ О 2) = υ (وفقًا لـ Н 2 О)
4. ترسيخ المعرفة الأولية حول معدل التفاعل الكيميائي
لدمج المادة المدروسة ، سنحل المشكلة الحسابية.
الأنشطة الطلابية المتوقعة
الفهم الأولي للمعرفة المكتسبة حول معدل التفاعل. صحة حل المشكلة.
مهمة (الشريحة 5).يحدث التفاعل الكيميائي في محلول ، وفقًا للمعادلة: أ + ب = ج. التركيزات الأولية: المادة أ - 0.80 مول / لتر ، المادة ب - 1.00 مول / لتر. بعد 20 دقيقة ، انخفض تركيز المادة أ إلى 0.74 مول / لتر. حدد: أ) متوسط معدل التفاعل لهذه الفترة الزمنية ؛
ب) تركيز المادة ب بعد 20 دقيقة. الحل (الملحق 4 ، الشريحة 6).
5. استيعاب المعارف وأساليب العمل الجديدة(إجراء عمل مخبري في سياق التكرار ودراسة مادة جديدة ، على مراحل ، ملحق 2).
نحن نعلم أن العوامل المختلفة تؤثر على معدل التفاعل الكيميائي. التي؟
الأنشطة الطلابية المتوقعة
الاعتماد على معرفة الصفوف 8-9 الكتابة في دفتر أثناء دراسة المادة. القائمة (الشريحة 7):
طبيعة المتفاعلات
درجة حرارة؛
تركيز المواد المتفاعلة
عمل المحفزات.
سطح التلامس للمواد المتفاعلة (في تفاعلات غير متجانسة).
يمكن تفسير تأثير جميع العوامل المدرجة على معدل التفاعل باستخدام نظرية بسيطة - نظرية الاصطدام (الشريحة 8).فكرتها الرئيسية هي كما يلي: تحدث تفاعلات عندما تصطدم جسيمات الكواشف ، والتي لها طاقة معينة.
من هنا يمكننا استخلاص النتائج:
- كلما زاد عدد جزيئات الكاشف ، كلما اقتربت من بعضها البعض ، زادت فرص تصادمها والتفاعل معها.
- يؤدي فقط إلى رد فعل اصطدامات فعالة ،أولئك. تلك التي يتم فيها تدمير أو إضعاف "الروابط القديمة" وبالتالي يمكن تكوين روابط "جديدة". لكن لهذا ، يجب أن تمتلك الجسيمات طاقة كافية.
يُطلق على الحد الأدنى من الطاقة الزائدة (فوق متوسط طاقة الجسيمات في النظام) المطلوبة للتصادم الفعال للجسيمات في النظام) المطلوبة للتصادم الفعال لجزيئات الكاشفطاقة التفعيل هأ.
الأنشطة الطلابية المتوقعة
فهم المفهوم وتدوين التعريف في دفتر ملاحظات.
وهكذا ، في طريق دخول جميع الجسيمات إلى التفاعل ، يوجد حاجز طاقة معين يساوي طاقة التنشيط. إذا كانت صغيرة ، فهناك العديد من الجسيمات التي تتغلب عليها بنجاح. مع وجود حاجز طاقة كبير ، هناك حاجة إلى طاقة إضافية للتغلب عليها ، وفي بعض الأحيان تكفي "دفعة" جيدة. أشعل مصباح روح - أعطي طاقة إضافية هأ،ضروري للتغلب على حاجز الطاقة في تفاعل تفاعل جزيئات الكحول مع جزيئات الأكسجين.
يعتبر عوامل, مما يؤثر على معدل التفاعل.
1) طبيعة المتفاعلات(الشريحة 9) تُفهم طبيعة المواد المتفاعلة على أنها تكوينها وبنيتها والتأثير المتبادل للذرات في المواد العضوية وغير العضوية.
حجم طاقة التنشيط للمواد هو العامل الذي من خلاله يتأثر تأثير طبيعة المواد المتفاعلة على معدل التفاعل.
توجيهات.
صياغة مستقلة للاستنتاجات (الملحق 3 في المنزل)
خلال الفصول
I. تنظيم بداية الدرس.
ثانيًا. التحضير للمرحلة الرئيسية من الدرس.
ثالثا. تجسيد المعرفة ، وتوحيد أساليب العمل ، وتنظيم المعرفة بالقوانين التي يمكنك من خلالها التحكم في التفاعلات الكيميائية.
رابعا. تلخيص نتائج الدرس ، معلومات حول الواجب المنزلي.
I. تنظيم بداية الدرس
هدف المرحلة:تحضير الطلاب للعمل في الفصل.
معلم:سنواصل اليوم دراستنا لموضوع "معدل التفاعل الكيميائي" ومعرفة ما إذا كان الشخص ، الذي يمتلك معرفة معينة ، يمكنه التحكم في تفاعل كيميائي. لحل هذه المشكلة ، نذهب إلى المختبر الافتراضي. للدخول إليه ، يجب أن تُظهر معرفتك بمعدل التفاعل الكيميائي.
ثانيًا. التحضير للمرحلة الرئيسية من الدرس
أهداف المرحلة:تحديث المعارف والمهارات الأساسية ، مما يضمن تحفيز الطلاب وقبولهم لهدف الدرس.
تحديث معارف الطلاب
ينظم المعلم محادثة أمامية:
السؤال الأول: ماذا تدرس الخواص الحركية الكيميائية؟
الجواب المفترض:الحركية الكيميائية - علم القوانين التي تحكم مسار التفاعلات الكيميائية في الوقت المناسب.
السؤال 2: إلى أي مجموعتين يمكن تقسيم التفاعلات حسب حالة المواد الكيميائية؟
الجواب المفترض:إذا حدثت تفاعلات كيميائية في وسط متجانس ، على سبيل المثال في محلول أو في الطور الغازي ، فإنها تسمى متجانسة. وإذا حدث التفاعل بين المواد في حالات مختلفة من التجميع ، فإنها تسمى غير متجانسة.
السؤال 3: كيف تحدد معدل التفاعل غير المتجانس؟
الجواب المفترض:يتم تعريف معدل التفاعل غير المتجانس على أنه التغيير في كمية المادة لكل وحدة زمنية لكل وحدة سطح (يكتب الطالب المعادلة على السبورة)
السؤال 4: كيف نحدد معدل رد الفعل المتجانس؟
الجواب المفترض:يُعرَّف معدل التفاعل المتجانس بأنه التغيير في تركيز إحدى المواد لكل وحدة زمنية (يكتب الطالب المعادلة على السبورة).
معلم:الآن ، باستخدام تجربتك الحياتية ، افترض:
السؤال 5: أيهما سيحترق بشكل أسرع: لوح خشب أم نشارة خشب؟
الجواب المفترض:سوف تحترق نشارة الخشب بشكل أسرع. 
السؤال 6: أين سيحترق الفحم بشكل أسرع: في الهواء أم في الأكسجين؟
الجواب المفترض:أسرع الفحم سوف يحترق في الأكسجين.
ثالثا. تجسيد المعرفة ، وتوحيد أساليب العمل ، وتنظيم المعرفة بالقوانين التي يمكنك من خلالها التحكم في التفاعلات الكيميائية.
هدف المرحلة:لضمان استيعاب المعرفة وأساليب العمل من خلال تنظيم نشاط إنتاجي نشط للطلاب.
القصة التمهيدية للمعلم (مصحوبة بعرض بالكمبيوتر):
معلم:باستخدام تجربتك الحياتية ، خمنت بشكل صحيح. في الواقع ، يعتمد معدل التفاعل الكيميائي على العديد من العوامل. أهمها: طبيعة وتركيز المواد المتفاعلة ، الضغط ، درجة الحرارة ، سطح التلامس للمواد المتفاعلة ، تأثير المحفزات.
سنستخدم أيضًا المعلومات الواردة في البرنامج التعليمي أثناء المضي قدمًا.
يقوم الطلاب ، بتوجيه من المعلم ، بحل كل مشكلة تجريبية ، ويقوم المعلم ، باستخدام العرض التقديمي الحاسوبي ، بتوجيه الطلاب إلى استنتاجات مستنيرة.
نتيجة العمل:
تأمين المادة.
المشكلة: بالنسبة للتفاعل ، تم أخذ المواد عند درجة حرارة 40 درجة مئوية ، ثم تم تسخينها إلى 70 درجة مئوية ، كيف سيتغير معدل التفاعل الكيميائي إذا كان معامل درجة حرارته 2؟
الجواب: ستزداد سرعة التفاعل الكيميائي بمقدار 8 مرات.
معلم:إذن ، ما هو الاستنتاج الذي يمكننا استخلاصه: هل يستطيع الشخص التحكم في سرعة ردود الفعل؟
الجواب المفترض: نعم ، ربما إذا كان لديه معرفة بالحركية الكيميائية.
رابعا. ملخص الدرس ، معلومات الواجب المنزلي
أهداف المرحلة:تقييم العمل في الدرس وإظهار قيمة العمل المنجز للدراسة اللاحقة للموضوع.
معلم:دعونا نتذكر مسار الدرس ، ما الذي تعلمناه اليوم ، ما الذي تعلمناه؟
انعكاس. بيانات الطلاب.
معلم:الواجب البيتي: الفقرة 6.1 ، تعلم جدول المعلومات. أكمل التدريبات 5 ، 6 ، 8 في الصفحات 108-109.
الخريطة التكنولوجية للدرس "معدل التفاعلات الكيميائية".
|
النقاط الرئيسية للخريطة التكنولوجية |
الجزء العام الإلزامي |
|||||
|
اسم التخصص |
||||||
|
موضوع الدرس |
معدل التفاعل الكيميائي |
|||||
|
نوع ونوع المهنة |
الدرس المشترك التكرار ، محاضرة |
|||||
|
أهداف الدرس (حسب نتائج التعلم المتوقعة) |
نتيجة الدرس قام الطلاب بما يلي: استمر في تشكيل مفهوم "معدل التفاعلات الكيميائية" ، واكتشف العوامل التي يعتمد عليها معدل التفاعلات الكيميائية ؛ مواصلة تعلم معالجة وتحليل البيانات التجريبية ؛ معرفة العلاقة بين معدل التفاعلات الكيميائية والعوامل الخارجية. الاستمرار في تطوير مهارات الاتصال في سياق العمل الثنائي والجماعي ؛ للتركيز على أهمية المعرفة حول معدل التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الحياة اليومية (تآكل المعادن ، تآكل اللبن ، التعفن ، إلخ) تعزيز القدرة على العمل باستخدام دليل إلكتروني وجداول ومواد مرجعية وأدبيات إضافية |
|||||
|
طرق التدريس |
جزئيًا - بحث (تناسلي) |
|||||
|
الكفاءات المشكلة (الكفاءات العامة (GC) والكفاءات المهنية (PC)) |
عام: لصياغة قيمهم فيما يتعلق بالتخصصات المدروسة ومجالات النشاط ؛ تكون قادرة على اتخاذ القرارات ، وتحمل المسؤولية عن عواقبها ؛ لتنفيذ مسار تعليمي فردي ، مع مراعاة المتطلبات والمعايير العامة ؛ تمتلك أنواعًا مختلفة من نشاط الكلام. محترف: لديه المهارات للعمل مع مصادر المعلومات المختلفة (الدليل الإلكتروني ، الإنترنت ، القواميس ، الكتب المرجعية ، الكتب ، الكتب المدرسية) ؛ البحث عن المعلومات اللازمة لحل المشكلات التعليمية واستخراجها وتحليلها واختيارها بشكل مستقل ؛ التنقل في تدفقات المعلومات ، والقدرة على إدراك المعلومات بوعي ؛ امتلاك مهارات استخدام أجهزة المعلومات (كمبيوتر شخصي ، طابعة) ؛ استخدام تكنولوجيا المعلومات والاتصالات لحل المشكلات التعليمية: التسجيل الصوتي والمرئي ، والبريد الإلكتروني ، والإنترنت ؛ تكون قادرة على تطبيق المعرفة المكتسبة في الممارسة. |
|||||
|
مجال دراسة المكنز |
الحركية الكيميائية هي فرع من فروع الكيمياء التي تدرس معدلات وآليات التفاعلات الكيميائية. النظام في الكيمياء هو مادة قيد الدراسة أو مجموعة من المواد. المرحلة هي جزء من نظام يتم فصله عن الأجزاء الأخرى بواسطة واجهة. نظام متجانس (متجانس) - نظام يتكون من مرحلة واحدة. نظام غير متجانس (غير متجانس) - نظام يتكون من مرحلتين أو أكثر. معدل التفاعل الكيميائي المتجانس هو كمية المادة التي تدخل في تفاعل أو تتشكل نتيجة تفاعل لكل وحدة زمنية لكل وحدة حجم للنظام. معدل التفاعل الكيميائي غير المتجانس هو مقدار المادة التي تدخل في تفاعل أو تتشكل نتيجة تفاعل لكل وحدة زمنية لكل وحدة واجهة. العوامل المؤثرة في معدل التفاعل: طبيعة المتفاعلات تركيز المواد المتفاعلة درجة حرارة؛ وجود المحفزات. المحفز هو مادة تعمل على تغيير (زيادة) معدل التفاعل ، ولكن لا يتم استهلاكها نتيجة التفاعل. المانع هو مادة تغير (تبطئ) معدل التفاعل ، ولكن لا يتم استهلاكها نتيجة التفاعل. الإنزيمات (الإنزيمات) محفزات بيولوجية. قانون الجماهير. |
|||||
|
الوسائل المستخدمة ، بما في ذلك. أدوات تكنولوجيا المعلومات والاتصالات |
محطة كمبيوتر ، وجهاز عرض متعدد الوسائط ، وشاشة عرض ، وكمبيوتر محمول ، ومكبرات صوت ، و 15 جهاز كمبيوتر شخصي ، وقرص مضغوط مع عروض تقديمية وشرح تجارب على التحلل المائي للملح ؛ الأدب الأساسي والإضافي |
|||||
|
روابط متعددة التخصصات والجماع |
متعدد التخصصات: علم الأحياء (التفاعلات الكيميائية في كائن حي) ، الفيزياء (مفهوم التأثير الحراري للتفاعلات ، تأثير العوامل الفيزيائية على معدل التفاعل الكيميائي) |
|||||
|
الموارد التعليمية (بما في ذلك الإنترنت) |
نظام التعلم الإلكتروني "Academy-Media" ، المواقع الكيميائية XuMuk.ru ، Alhimik.ru ، معلومات مفيدة عن الكيمياء ، المؤلفات الأساسية والإضافية |
|||||
|
مراحل الدرس |
مدة المرحلة |
النتائج |
معايير وطريقة التقييم |
وظيفة المعلم |
تنظيم الأنشطة الطلابية |
|
|
تنظيم بداية الدرس |
تحيات التحقق من إعداد الطلاب للدرس جاهزية المعدات إطلاق نظام EO تحديد الغائبين |
تحيات المصاحبة تدعو الطلاب الغائبين |
||||
|
فحص الواجب المنزلي |
إصدار بطاقات بمهمة فردية ، وعرض المهام للمجموعة بأكملها |
أداء المهام والاختبار الذاتي والتحقق في أزواج |
||||
|
مرحلة إعداد الطلاب للاستيعاب النشط والواعي للمواد الجديدة |
الإعلان عن موضوع الدرس وتحديد أهدافه |
كتابة موضوع في دفتر ابحث عن الموضوع ذي الصلة في نظام EO |
||||
|
تحديث المعرفة ، مرحلة التحفيز |
محادثة أمامية يسأل اسئلة إدارة المناقشة |
الإجابة على الأسئلة ، استكمالاً لإجابات بعضنا البعض |
||||
|
مرحلة استيعاب المعرفة الجديدة |
اصدار التكليفات في دليل الكتروني استشارات |
العمل بالدليل الإلكتروني |
||||
|
الفحص الأولي لاستيعاب المعرفة |
إصدار التخصيصات ومراقبة التنفيذ |
استكمال الواجبات |
||||
|
التوحيد الأساسي للمعرفة |
عرض تجارب حول الموضوع باستخدام جهاز عرض وشاشة |
ملاحظة صياغة معادلات التفاعل |
||||
|
السيطرة والفحص الذاتي للمعرفة. مرحلة التحكم الانعكاسي |
التحكم في كتابة المعادلات والتقويم والتعميم |
الاختبار الذاتي ، الاستنتاجات |
||||
|
تلخيص نتائج الدرس |
تحليل نجاح تحقيق هدف الدرس تقييم آفاق العمل في المستقبل |
|||||
|
معلومات عن الواجب المنزلي ، تعليمات حول كيفية إتمامه |
إصدار الواجب البيتي إحاطة عن تنفيذها |
تسجيل الواجبات المنزلية والأسئلة لتوضيحها |
||||
O.I. إيفانوفا ، مدرس الكيمياء MBOU "مدرسة Napolnokotyakskaya الثانوية" في منطقة كاناش بجمهورية الشيشان
درس "العوامل المؤثرة في معدل التفاعل الكيميائي"
الغرض من الدرس:دراسة العوامل التي تؤثر على معدل التفاعل الكيميائي
مهام:
اكتشف العوامل التي تؤثر على معدل التفاعلات الكيميائية
تعليم لشرح تأثير كل عامل ؛
تحفيز النشاط المعرفي للطلاب من خلال خلق حالة مشكلة ؛
لتكوين كفاءات تلاميذ المدارس (التربوية والمعرفية ، التواصلية ، الحفاظ على الصحة) ؛
تحسين المهارات العملية للطلاب.
نوع الدرس: مشكلة حوار.
أشكال العمل:مجموعة فردية.
المعدات والكواشف:مجموعة من أنابيب الاختبار ، حامل لأنابيب الاختبار ، حامل ، مصباح كحولي ، شظية ، أعواد ثقاب ، حبيبات الزنك ، مسحوق الزنك ، مسحوق أكسيد النحاس ، المغنيسيوم ، محلول حامض الكبريتيك (محلول 10٪) ، بيروكسيد الهيدروجين ، ثاني كرومات البوتاسيوم ، كبريتات النحاس ، مسمار الحديد ، هيدروكسيد الصوديوم ، الطباشير.
خلال الفصول:
المرحلة الأولى:
يتصل:مرحبا يا شباب! اليوم سوف نقدم أنفسنا كعلماء وباحثين. لكن قبل أن نبدأ في دراسة مادة جديدة ، أود أن أظهر تجربة صغيرة. يرجى إلقاء نظرة على السبورة ووضع افتراضاتك حول مسار ردود الفعل هذه:
أ) كبريتات النحاس والحديد.
ب) محلول من كبريتات النحاس وهيدروكسيد البوتاسيوم
هل ستستمر ردود الفعل هذه؟ يرجى الخروج إلى السبورة وكتابة معادلات هذه التفاعلات.
لنفكر في هذه الأمثلة (يتم إجراء التجربة بواسطة المعلم).
يوجد نوعان من أنابيب الاختبار على الطاولة ، يحتوي كلاهما على محلول من كبريتات النحاس ، ولكن في أنبوب اختبار واحد مع إضافة كلوريد الصوديوم ، نقوم بإسقاط حبيبات الألومنيوم في كلا أنبوب الاختبار. ماذا نشاهد؟
مشكلة:لماذا ، في الحالة الثانية ، لا نرى علامات رد فعل ، هل افتراضاتنا خاطئة؟
استنتاج: تحدث التفاعلات الكيميائية بمعدلات مختلفة. يذهب البعض ببطء ، لعدة أشهر ، مثل تآكل الحديد أو التخمير (التخمير) لعصير العنب ، مما ينتج عنه النبيذ. يتم الانتهاء من البعض الآخر في غضون أسابيع أو أيام قليلة ، مثل التخمر الكحولي للجلوكوز. لا يزال البعض الآخر ينتهي بسرعة كبيرة ، على سبيل المثال ، ترسيب الأملاح غير القابلة للذوبان ، وبعضها يستمر على الفور ، على سبيل المثال الانفجارات.
تستمر العديد من التفاعلات في المحاليل المائية على الفور تقريبًا وبسرعة كبيرة: هذه تفاعلات أيونية تحدث مع تكوين راسب أو غاز أو تفاعل معادل.
الآن دعنا نتذكر ما تعرفه عن معدل التفاعلات الكيميائية.
فهم المفهوم.ضع التعريف والصيغ ووحدة القياس.
مشكلة:ما الذي تحتاج إلى معرفته لتكون قادرًا على التحكم في معدل التفاعل الكيميائي؟ (تعرف على الظروف التي تؤثر على السرعة)
ما هي أسماء هذه الشروط التي ذكرتها للتو؟ (عوامل)
أمامك أجهزة وكواشف كيميائية على الطاولات. ما رأيك ، لأي غرض ستقوم بإجراء التجارب؟ (من أجل دراسة تأثير العوامل على سرعة التفاعلات)
الآن نأتي إلى موضوع درس اليوم. إنها دراسة العوامل التي سنتعامل معها في هذا الدرس.
نكتب عنوان الموضوع والتاريخ في دفاتر الملاحظات.
ثانيًاالمسرح:
معنى المحتوى.
ما هي العوامل التي تؤثر على معدل التفاعلات الكيميائية؟
قائمة الطلاب: درجة الحرارة ، طبيعة المواد المتفاعلة ، التركيز ، سطح التلامس ، المحفزات.
كيف يمكنهم تغيير معدل التفاعل؟(يقدم الطلاب تخميناتهم)
معلم:يمكن تفسير تأثير كل هذه العوامل على معدل التفاعلات الكيميائية باستخدام نظرية بسيطة - نظرية الاصطدامات. فكرتها الرئيسية هي كما يلي: تحدث تفاعلات عندما تصطدم جسيمات الكواشف ، والتي لها طاقة معينة. من هنا يمكننا استخلاص الاستنتاجات التالية:
كلما زاد عدد جزيئات الكاشف ، زادت فرص تصادمها وتفاعلها.
تؤدي الاصطدامات الفعالة فقط إلى رد فعل ، أي تلك التي يتم فيها تدمير "الروابط القديمة" أو إضعافها وبالتالي يمكن تكوين روابط "جديدة". لكن لهذا ، يجب أن تمتلك الجسيمات طاقة معينة.
يُطلق على الحد الأدنى من الطاقة الزائدة المطلوبة للتصادم الفعال لجزيئات الكاشف طاقة التنشيط (تسجيل التعريف في أجهزة الكمبيوتر المحمولة).
وهكذا ، في مسار جميع الجسيمات التي تدخل في التفاعل ، يوجد حاجز معين يساوي طاقة التنشيط. إذا كانت صغيرة ، فهناك العديد من الجسيمات التي تتغلب عليها بنجاح. مع وجود حاجز طاقة كبير ، هناك حاجة إلى طاقة إضافية للتغلب عليها ، وفي بعض الأحيان تكون "دفعة جيدة" كافية.
ننتقل إلى بيان ليوناردو دافنشي (المعرفة التي لم يتم اختبارها بالتجربة غير مثمرة ومليئة بالأخطاء).
المعلم: كيف تفهم معنى هذه الكلمات؟(نظرية الاختبار مع الممارسة)
نعم ، في الواقع ، يجب اختبار أي نظرية في الممارسة أيضًا. بعد ذلك ، عليك أن تدرس بنفسك عوامل مختلفة حول سرعة ردود الفعل. للقيام بذلك ، ستجري ردود فعل ، مسترشدة بالتعليمات الموجودة على طاولاتك ، وستضع بروتوكول تجربة. بعد ذلك ، سيحتاج طالب واحد من المجموعة إلى الذهاب إلى السبورة ، وشرح تأثير العامل الذي تفكر فيه ، وكتابة المعادلات على السبورة واستنتاجها وفقًا لنظرية الاصطدام ونظرية التنشيط.
مؤتمر السلامة.
إجراء عمل عملي في مجموعات
البطاقة 1: العوامل المؤثرة في معدل التفاعل الكيميائي:
1. طبيعة المواد المتفاعلة.
صب بعض حامض الكبريتيك في أنبوبين اختبار.
2. اغمس كمية صغيرة من المغنيسيوم في أحدهما ، وحبيبة الزنك في الأخرى.
3. قارن معدل تفاعل المعادن المختلفة مع حامض الكبريتيك.
4. ما هو برأيك سبب اختلاف معدلات التفاعلات الحمضية مع هذه المعادن.
5. ما هو تأثير العامل الذي اكتشفته أثناء هذا العمل؟
6. ابحث في بروتوكول المختبر عن ردود الفعل النصفية المقابلة لتجربتك ، وأضف معادلات التفاعل.
البطاقة 2. العوامل التي تؤثر على معدل التفاعل الكيميائي:
2. تركيز المواد المتفاعلة.
كن حذرا عند التعامل مع المواد. تذكر قواعد السلامة.
1. صب 1-2 مل من حامض الكبريتيك في أنبوبين اختبار.
2. أضف نفس الحجم من الماء إلى أحد الأنابيب.
3. ضع حبيبات الزنك في كل أنبوب.
4. في أي أنبوب اختبار بدأ تطور الهيدروجين بشكل أسرع؟
البطاقة 3. العوامل التي تؤثر على معدل التفاعل الكيميائي:
3. منطقة التلامس للمواد المتفاعلة.
كن حذرا عند التعامل مع المواد. تذكر قواعد السلامة.
1. طحن قطعة صغيرة من الطباشير في هاون.
2. صب القليل من محلول حامض الكبريتيك في أنبوبين اختبار. كن حذرًا جدًا ، أضف القليل جدًا من الحمض!
3. ضع المسحوق في أنبوب واحد وقطعة من الطباشير في الأنبوب الآخر.
4. في أي أنبوب اختبار سيكون رد الفعل أسرع؟
5. ما هو تأثير العامل الذي وجدته في هذه التجربة؟
6. كيف يمكن تفسير ذلك من منظور نظرية الاصطدام؟
7. اكتب معادلة التفاعل.
البطاقة 4. العوامل التي تؤثر على معدل التفاعل الكيميائي:
4. درجة الحرارة.
كن حذرا عند التعامل مع المواد. تذكر قواعد السلامة.
1. صب محلول حامض الكبريتيك في كلا الأنبوبين وضع فيهما حبيبات أكسيد النحاس واحدة تلو الأخرى.
2. قم بتدفئة أحد الأنابيب برفق. أولاً ، نقوم بتسخين أنبوب الاختبار بشكل غير مباشر قليلاً ، في محاولة لتسخينه بطوله بالكامل ، ثم الجزء السفلي فقط ، بعد أن قمنا بالفعل بتقويم أنبوب الاختبار. امسك الأنبوب بحامل.
3. في أي أنبوب اختبار يتم إجراء التفاعل بشكل مكثف؟
4. ما هو تأثير العوامل التي اكتشفتها في هذه التجربة؟
5. كيف يمكن تفسير ذلك من منظور نظرية الاصطدام؟
6. اكتب معادلة التفاعل.
البطاقة 5. العوامل التي تؤثر على معدل التفاعل الكيميائي:
5. وجود مواد خاصة - محفزات، المواد التي تزيد من معدل التفاعل الكيميائي.
كن حذرا عند التعامل مع المواد. تذكر قواعد السلامة.
صب بيروكسيد الهيدروجين في كأسين.
في أحد الأنابيب ، قم برش القليل من بلورات ثنائي كرومات البوتاسيوم بعناية. حرك المحلول الناتج بقضيب زجاجي.
أشعل الشظية ، ثم أطفئها. أحضر الشظية المشتعلة إلى المحلولين في كلا الزجاجين في أقرب وقت ممكن من المحلول دون لمس السائل. يجب أن تشتعل البقعة بالنار.
في أي أنبوب اختبار يوجد تطور سريع للغاز؟ أي نوع من الغاز هذا؟
ما الدور الذي يلعبه ثنائي كرومات البوتاسيوم في هذا التفاعل؟
ما هو تأثير العامل الذي اكتشفته في هذه التجربة؟
اكتب معادلة التفاعل.
مناقشة النتائج التي تم الحصول عليها.
للمناقشة ، يأتي طالب واحد من كل مجموعة عمل إلى السبورة (بدوره)
إعداد بروتوكول موجز للعمل المخبري بناءً على إجابات أسئلة الورشة.
تتم كتابة معادلات التفاعل على السبورة ويتم استخلاص النتائج المناسبة. يقوم جميع الطلاب الآخرين بإدخال النتائج والمعادلات في الدقائق.
تأثير طبيعة المتفاعلات
مشكلة:
معلم:كتل المواد المأخوذة من عينة المواد الصلبة وتركيز حمض الهيدروكلوريك وظروف التفاعل هي نفسها ، لكن شدة العمليات الجارية (معدل تطور الهيدروجين) مختلفة؟
مناقشة:
الطلاب:أخذنا معادن مختلفة.
معلم:تتكون جميع المواد من ذرات عناصر كيميائية. ما هو الفرق بين العناصر الكيميائية وفقًا لمعرفتك بالقانون الدوري والجدول الدوري لشركة DI Mendeleev؟
الطلاب:الرقم التسلسلي ، الموضع في الجدول الدوري لـ D. I. Mendeleev ، أي أن لديهم بنية إلكترونية مختلفة ، وبالتالي فإن المواد البسيطة التي تشكلها هذه الذرات لها خصائص مختلفة.
معلم:أي أن هذه المواد ذات طبيعة مختلفة. وبالتالي ، فإن معدل التفاعل الكيميائي سيعتمد على طبيعة مادة تفاعل معينة ، نظرًا لأن لها هياكل وخصائص مختلفة.
استنتاج:
الطلاب:يعتمد معدل التفاعل الكيميائي على طبيعة المواد المتفاعلة: فكلما زاد نشاط المعدن (المادة) ، زاد معدل التفاعل الكيميائي.
تأثير التركيز
مشكلة:طبيعة جميع المواد المتفاعلة ، شروط التجربة هي نفسها ، لكن شدة العمليات الجارية (معدل تطور الهيدروجين) مختلفة؟
مناقشة:
معلم:لماذا يختلف معدل التفاعل الكيميائي ، لأن المواد من نفس الطبيعة الكيميائية تتفاعل؟
الطلاب:عند إضافة الماء ، قمنا بتغيير (خفض) تركيز حامض الكبريتيك في أنبوب اختبار واحد ، بينما انخفض معدل تطور الهيدروجين.
استنتاج:
الطلاب:يعتمد معدل التفاعل الكيميائي على تركيز المواد المتفاعلة: فكلما زاد تركيز المواد المتفاعلة ، زاد معدل التفاعل الكيميائي.
شرح المعلم: تركيز المواد المتفاعلة.
كلما زاد عدد جزيئات الكاشف ، كلما اقتربت من بعضها البعض ، زادت فرص تصادمها والتفاعل معها. بناءً على كمية كبيرة من المواد التجريبية في عام 1867. صاغ العالمان النرويجيان K.Guldberg و P. Vaage وبشكل مستقل عنهما في عام 1865 العالم الروسي N. I. Beketov القانون الأساسي للحركية الكيميائية ، والذي يحدد اعتماد معدل التفاعل على تركيزات المواد المتفاعلة:
يتناسب معدل التفاعل مع ناتج تراكيز المواد المتفاعلة ، المأخوذة بقدرات مساوية لمعاملاتها في معادلة التفاعل.
هذا القانون يسمى أيضا قانون الجماهير في العمل.وهي صالحة فقط للمواد الغازية والسائلة!
2A + 3B = A2B3 V = k * CA2 * .CB3
التمرين 1.اكتب معادلات حركية للتفاعلات التالية:
المهمة 2.
كيف سيتغير معدل التفاعل مع المعادلة الحركية
v = kCA2CB ، إذا زاد تركيز المادة أ بمقدار 3 مرات.
الاعتماد على مساحة سطح المواد المتفاعلة
مشكلة:
معلم:جميع المواد هي نفسها في طبيعتها الكيميائية ، نفس الكتلة والتركيز ، تتفاعل عند نفس درجة الحرارة ، لكن شدة تطور الهيدروجين (ومن ثم المعدل) مختلفة.
مناقشة:
الطلاب:قطعة ومسحوق طباشير من نفس الوزن لهما أحجام مختلفة في أنبوب اختبار ، ودرجات مختلفة من الطحن. عندما تكون هذه الدرجة من الصقل أكبرها ، يكون معدل تطور الهيدروجين هو الحد الأقصى.
معلم:هذه الخاصية هي مساحة سطح التلامس للمواد المتفاعلة. في حالتنا ، تختلف مساحة سطح ملامسة كربونات الكالسيوم بمحلول H2SO4.
استنتاج:
الطلاب:تعتمد سرعة التفاعل الكيميائي على منطقة التلامس للمواد المتفاعلة: فكلما زادت مساحة التلامس للمواد المتفاعلة (درجة الطحن) ، زاد معدل التفاعل.
معلم:لا يتم ملاحظة هذا الاعتماد دائمًا: لذلك بالنسبة لبعض التفاعلات غير المتجانسة ، على سبيل المثال ، في نظام الغاز الصلب ، عند درجات حرارة عالية جدًا (أكثر من 500 درجة مئوية) ، تكون المواد شديدة الطحن (إلى مسحوق) قادرة على التكلس ، وبالتالي تقليل مساحة سطح التلامس للمواد المتفاعلة.
تأثير درجة الحرارة
مشكلة:
معلم:المواد المأخوذة للتجربة لها نفس الطبيعة ، كما أن كتلة مسحوق CuO وتركيز حامض الكبريتيك هي نفسها ، لكن معدل التفاعل مختلف.
مناقشة:
الطلاب:هذا يعني أنه عندما تتغير درجة حرارة التفاعل ، نقوم أيضًا بتغيير معدله.
معلم:هل هذا يعني أنه مع ارتفاع درجة الحرارة سيزداد معدل جميع التفاعلات الكيميائية؟
الطلاب:رقم. تحدث بعض التفاعلات في درجات حرارة منخفضة جدًا وحتى دون الصفر.
استنتاج:
الطلاب:وبالتالي ، فإن أي تغيير في درجة الحرارة بعدة درجات سيغير بشكل كبير معدل التفاعل الكيميائي.
معلم:هذه هي الطريقة التي يبدو بها قانون Van't Hoff ، والذي سيعمل هنا: عندما تتغير درجة حرارة التفاعل بمقدار 10 درجات مئوية ، يتغير معدل التفاعل الكيميائي (يزيد أو ينقص) بمقدار 2-4 مرات.
تعليق المعلم: TEMPERATURE
فكلما ارتفعت درجة الحرارة ، زادت الجسيمات النشطة ، زادت سرعة حركتها ، مما يؤدي إلى زيادة عدد الاصطدامات. سرعة رد الفعل تزيد.
قاعدة Van't Hoff:
مع زيادة درجة الحرارة لكل 10 درجات مئوية ، يزيد العدد الإجمالي للتصادمات بنسبة 1.6٪ فقط ، ويزداد معدل التفاعل بمقدار 2-4 مرات (بنسبة 100-300٪).
الرقم الذي يوضح عدد مرات زيادة معدل التفاعل عندما ترتفع درجة الحرارة بمقدار 10 درجة مئوية يسمى معامل درجة الحرارة.
يتم التعبير عن قاعدة Van't Hoff رياضيًا بالصيغة التالية:
أينالخامس1 - سرعة التفاعل عند درجة الحرارةر2 ,
الخامس2 - معدل التفاعل عند درجة الحرارةر1 ,
ذ- معامل درجة الحرارة.
حل المشكلة:
حدد كيف سيتغير معدل بعض التفاعلات عندما ترتفع درجة الحرارة من 10 إلى 500 درجة مئوية. معامل درجة حرارة التفاعل 3.
المحلول:
استبدل بيانات المهمة في الصيغة:
سيزيد معدل التفاعل 81 مرة.
تأثير المحفز
مشكلة:
المعلم: المادة في كلتا الحالتين هي نفسها ، والطبيعة واحدة ، وبنفس درجة الحرارة ، وتركيز الكاشف هو نفسه ، فلماذا تختلف السرعة؟
مناقشة:
معلم:تسمى هذه المواد ، التي تسرع التفاعلات الكيميائية ، بالمحفزات. هناك مواد تعمل على إبطاء التفاعلات ، وتسمى مثبطات.
استنتاج:
الطلاب:تزيد المحفزات من معدل التفاعل عن طريق تقليل طاقة التنشيط. كلما انخفضت طاقة التنشيط ، زادت سرعة التفاعل.
الظواهر التحفيزية منتشرة في الطبيعة: التنفس ، امتصاص المغذيات بالخلايا ، تخليق البروتين ، إلخ ، هي عمليات تنظمها المحفزات البيولوجية - الإنزيمات. العمليات التحفيزية هي أساس الحياة بالشكل الموجود على الأرض.
المثل "الجمل الثامن عشر" (لشرح دور المحفز)
(حكاية عربية قديمة جدا)
كان ياما كان يعيش في الشرق رجل يربي الجمال. اشتغل طوال حياته ، وعندما كبر دعا أولاده وقال:
"أطفالي! لقد تقدمت في السن وضعيفة وسأموت قريباً. بعد موتي اقسموا الابل المتبقية كما اقول لكم. أنت ، الابن الأكبر ، عملت بجد - خذ لنفسك نصف الجمال. أنت ، الابن الأوسط ، بدأت للتو في مساعدتي - خذ لنفسك الثلث. وأنت أيها الصغرى تأخذ الجزء التاسع ".
مر الوقت وتوفي الرجل العجوز. ثم قرر الأبناء تقسيم الميراث كما ورثهم والدهم. اقتادوا القطيع إلى حقل كبير ، بعد عدهم ، واتضح أنه لم يكن هناك سوى 17 جملاً في القطيع. وكان من المستحيل تقسيمهم إما على 2 أو 3 أو 9! لا أحد يعرف ماذا يفعل. بدأ الأبناء يتجادلون ، وعرض كل منهم حله الخاص. وقد سئموا بالفعل من الجدال ، لكنهم لم يتوصلوا إلى قرار مشترك.
في ذلك الوقت ، كان مسافر راكبًا على جمله. فسمع صراخا وحججا سأل: "ماذا حدث؟"
وتحدث الأبناء عن مصيبتهم. فنزل المسافر من البعير ، فدخله في القطيع ، فقال: الآن اقسموا الإبل كما أمر والدك.
وبما أنه كان هناك 18 من الإبل ، فقد أخذ الابن الأكبر لنفسه نصفًا ، أي 9 ، النصف الأوسط - الثلث ، أي 6 جمال ، والأصغر تسعًا ، أي جملين. وعندما قسموا القطيع بهذه الطريقة ، بقي ناقة أخرى في الحقل ، لأن 9 + 6 + 2 هي 17.
وركب المسافر جمله واستقل سيارته.
العمل المخبري (بروتوكول)
| ملاحظات | |||
| اعتماد معدل التفاعل على طبيعة المواد المتفاعلة Zn + H2SO4 (10٪) = ملغ + H2SO4 (10٪) = | الخامس 1 فولت 2 | ||
| اعتماد معدل التفاعل على تركيز المواد المتفاعلة Zn + H2SO4 (10٪) = | الخامس 1 فولت 2 | ||
| اعتماد معدل التفاعل على مساحة سطح المواد المتفاعلة للتفاعلات غير المتجانسة الزنك (حبيبات) + H2SO4 (10٪) = Zn (مسحوق) + H2SO4 (10٪) = | الخامس 1 فولت 2 | ||
| اعتماد معدل التفاعل على درجة الحرارة CuO + H 2 SO 4 (10٪) = CuO + H 2 SO 4 (10٪) تسخين = | الخامس 1 فولت 2 | ||
| اعتماد معدل التفاعل على وجود محفز K 2 Cr 2 O 7 | الخامس 1 فولت 2 |
انعكاس.
ماذا تعلمنا في هذا الدرس؟
أنشئ مجموعة حول موضوع "العوامل التي تؤثر على سرعة XP."
لماذا نحتاج إلى معرفة العوامل التي تؤثر على معدل التفاعلات الكيميائية؟
هل يتم استخدامها في الحياة اليومية؟ إن أمكن ، قم بتسمية مجالات التطبيق.
اختبار حول الموضوع (لمدة 5 دقائق).
اختبار
1. يتميز معدل التفاعل الكيميائي بما يلي:
1) حركة الجزيئات أو الأيونات للمواد المتفاعلة بالنسبة لبعضها البعض
2) الوقت الذي يستغرقه التفاعل الكيميائي حتى ينتهي
3) عدد الوحدات الهيكلية لمادة دخلت في تفاعل كيميائي
4) التغيير في كمية المواد لكل وحدة زمنية في وحدة الحجم
مع زيادة درجة حرارة المواد المتفاعلة ، يكون معدل التفاعل الكيميائي:
1) النقصان
2) يزيد
3) لا يتغير
4) يتغير بشكل دوري
مع زيادة مساحة سطح ملامسة المواد المتفاعلة ، يكون معدل التفاعل الكيميائي:
1) النقصان
2) يزيد
3) لا يتغير
4) يتغير بشكل دوري
مع زيادة تركيز المواد المتفاعلة ، يكون معدل التفاعل الكيميائي:
1) النقصان
2) يزيد
3) لا يتغير
4) يتغير بشكل دوري
لزيادة معدل التفاعل الكيميائي
2CuS (تلفزيون)+ 3O2
(جي.) = 2CuO (تلفزيون.) + 2SO2
(جي.)
+
سمن الضروري:
1) زيادة تركيز ثاني أكسيد الكبريت
2) تقليل تركيز SO2
3) خفض درجة الحرارة
4) زيادة صفاء النحاس
في ظل ظروف طبيعيةبأدنى سرعةيوجد تفاعل بين:
3) الزنك و HCl (محلول 10٪)
4) ملغ و حمض الهيدروكلوريك (محلول 10٪)
مع زيادة درجة الحرارة من 10 إلى 30 درجة مئوية ، يكون معدل التفاعل ، معامل درجة الحرارة = 3:
1) يزيد بمقدار 3 مرات
2) يزيد 9 مرات
3) ينقص 3 مرات
4) ينقص 9 مرات
تقييم عمل الاختبار:
إجابات الاختبار:
لا أخطاء - "5"
1-2 خطأ - "4"
3 أخطاء - "3"
الواجب المنزلي:
§13 ، ص. 135-145.
أو إس غابريليان ، جي جي ليسوفا. كيمياء. الصف 11. كتاب مدرسي للمؤسسات التعليمية. الطبعة الحادية عشر النمطية. م: بوستارد ، 2009.
بالنسبة للتفاعل ، تم أخذ المواد عند درجة حرارة 400 درجة مئوية ، ثم تم تسخينها إلى 70 درجة مئوية. كيف سيتغير معدل تفاعل كيميائي إذا كان معامل درجة حرارته 2؟
كيف سيتغير معدل التفاعل وفقًا للمعادلة 2NO + O2 = 2NO2 إذا زاد تركيز كلتا المادتين بمقدار 3 مرات.
التاريخ _____________ الفصل _______________
عنوان:
مفهوم معدل التفاعل الكيميائي. المحفزات. التوازن الكيميائي
أهداف الدرس:
لتكرار وتوحيد المعرفة حول التفاعلات العكسية ، والتوازن الكيميائي ؛ لتكوين أفكار حول المحفزات والمحفزات.
خلال الفصول
1. اللحظة التنظيمية للدرس. 2. تعلم مواد جديدة أنت على دراية بمفهوم "السرعة" من مقرر الفيزياء. بشكل عام ، السرعة هي كمية توضح كيف تتغير أي خاصية لكل وحدة زمنية.معدل التفاعل الكيميائي هو قيمة توضح كيف تتغير تركيزات المواد الأولية أو نواتج التفاعل لكل وحدة زمنية. لتقدير المعدل ، من الضروري تغيير تركيز إحدى المواد.1. الأكثر أهمية هي ردود الفعل التي تجري في وسط متجانس (متجانس).أنظمة متجانسة (متجانسة) - غاز / غاز ، سائل / سائل - ردود الفعل في النطاق الكامل. رياضياً ، يمكن تمثيل معدل التفاعل الكيميائي المتجانس باستخدام الصيغة:2. بالنسبة للتفاعل غير المتجانس ، يتم تحديد معدل التفاعل من خلال عدد مولات المواد التي تم إدخالها أو تكوينها نتيجة للتفاعل لكل وحدة زمنية لكل وحدة سطح:الأنظمة غير المتجانسة (غير المتجانسة) - صلب / سائل ، غاز / صلب ، سائل / غاز - ردود الفعل تحدث في الواجهة. في هذا الطريق، يوضح معدل التفاعل الكيميائي التغير في الكمية المواد لكل وحدة زمنية ، لكل وحدة حجم أو لكل واجهة وحدة. اعتماد معدل التفاعل على عوامل مختلفة
الظروف
قانون العمل الجماعي معدل التفاعل الكيميائي يتناسب طرديا مع ناتج تراكيز المواد المتفاعلة. مع زيادة تركيز أحد المواد المتفاعلة على الأقل ، يزداد معدل التفاعل الكيميائي وفقًا للمعادلة الحركية.ضع في اعتبارك معادلة التفاعل العامة: aA + bB = cC + dD ، حيث A ، B ، C ، D - الغازات والسوائلبالنسبة لهذا التفاعل ، تأخذ المعادلة الحركية الشكل:
سبب الزيادة في السرعة هو زيادة عدد تصادمات الجسيمات المتفاعلة بسبب الزيادة في الجسيمات لكل وحدة حجم.
التفاعلات الكيميائية التي تحدث في أنظمة متجانسة (مخاليط الغازات ، المحاليل السائلة) تتم بسبب اصطدام الجسيمات. ومع ذلك ، لا يؤدي كل اصطدام لجسيمات الكاشف إلى تكوين المنتجات. فقط الجسيمات ذات الطاقة المتزايدة -الجسيمات النشطة ، قادرون على تنفيذ فعل تفاعل كيميائي. مع ارتفاع درجة الحرارة ، تزداد الطاقة الحركية للجزيئات ويزداد عدد الجسيمات النشطة ؛ لذلك ، فإن التفاعلات الكيميائية عند درجات الحرارة العالية تستمر بشكل أسرع من درجات الحرارة المنخفضة. يتم تحديد اعتماد معدل التفاعل على درجة الحرارة من خلال قاعدة Van't Hoff:عندما ترتفع درجة الحرارة لكل 10 درجات مئوية ، يزداد معدل التفاعل 2-4 مرات.
قاعدة Van't Hoff تقريبية ولا تنطبق إلا على تقدير تقريبي لتأثير درجة الحرارة على معدل التفاعل.
المحفزات هي مواد تزيد من معدل التفاعل الكيميائي.تتفاعل مع الكواشف لتكوين مركب كيميائي وسيط ويتم إطلاقها في نهاية التفاعل.يسمى تأثير المحفزات على التفاعلات الكيميائيةالحفز ... وفقًا لحالة التجميع التي يوجد بها المحفز والمتفاعلات ، يجب التمييز بين:
الحفز المتجانس (يشكل المحفز نظامًا متجانسًا مع المواد المتفاعلة ، على سبيل المثال ، خليط غازي) ؛
تحفيز غير متجانس (يكون المحفز والمتفاعلات في مراحل مختلفة ؛ ويحدث التحفيز عند السطح البيني).
مادة تبطئ معدل التفاعل
1. من بين جميع التفاعلات المعروفة ، هناك تفاعلات عكوسة ولا رجعة فيها. عند دراسة تفاعلات التبادل الأيوني ، تم سرد الشروط التي في ظلها حتى النهاية. ( ). هناك أيضًا ردود فعل معروفة لا تنتهي في ظل الظروف المحددة. لذلك ، على سبيل المثال ، عندما يذوب ثاني أكسيد الكبريت في الماء ، يحدث التفاعل: SO 2 + ح 2 ا→ ح 2 لذا 3 ... لكن اتضح أن كمية معينة فقط من حامض الكبريت يمكن أن تتشكل في محلول مائي. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن حامض الكبريت هش ، ويحدث التفاعل المعاكس ، أي التحلل إلى أكسيد الكبريت والماء. لذلك ، لا يصل رد الفعل هذا إلى النهاية لأن تفاعلين يحدثان في وقت واحد -مستقيم (بين أكسيد الكبريت والماء) ويعكس (تحلل حامض الكبريتيك). لذا 2 + ح 2 ا↔ ح 2 لذا 3 . تسمى التفاعلات الكيميائية التي تجري في ظل ظروف معينة في اتجاهات متعاكسة بشكل متبادل تفريغ.2. نظرًا لأن معدل التفاعلات الكيميائية يعتمد على تركيز المواد المتفاعلة ، فإن معدل التفاعل المباشر في البداية( υpr ) يجب أن يكون الحد الأقصى ،ومعدل التفاعل (υ آر ) يساوي صفرًا. يتناقص تركيز المواد المتفاعلة بمرور الوقت ، ويزداد تركيز نواتج التفاعل. لذلك ، تقل سرعة التفاعل الأمامي ، وتزداد سرعة رد الفعل العكسي. في وقت معين ، تصبح معدلات التفاعلات الأمامية والعكسية متساوية:
في جميع التفاعلات القابلة للانعكاس ، ينخفض معدل التفاعل الأمامي ، ويزداد معدل التفاعل العكسي حتى يصبح كلا المعدلين متساويين ويتم إنشاء حالة التوازن:
υ
العلاقات العامة =
υ
آر
تسمى حالة النظام التي يكون فيها معدل التفاعل الأمامي مساويًا لمعدل رد الفعل العكسي
التوازن الكيميائي.
في حالة التوازن الكيميائي ، تظل النسبة الكمية بين المواد المتفاعلة ونواتج التفاعل ثابتة: كم عدد جزيئات منتج التفاعل لكل وحدة زمنية يتم تكوينها ، حيث يتحلل الكثير منها. ومع ذلك ، يتم الحفاظ على حالة التوازن الكيميائي طالما ظلت ظروف التفاعل دون تغيير: التركيز ودرجة الحرارة والضغط. من الناحية الكمية ، يتم وصف حالة التوازن الكيميائيقانون الجماهير في العمل.
في حالة التوازن ، فإن نسبة ناتج تركيزات نواتج التفاعل (في قوى معاملاتها) إلى ناتج تركيزات الكواشف (أيضًا في قوى معاملاتها) هي قيمة ثابتة لا تعتمد على القيمة الأولية تركيزات المواد في خليط التفاعل.هذا الثابت يسمىتوازن ثابت
-
ك
لذلك من أجل رد الفعل:ن 2
(د) + 3ح 2
(ز)↔
2
نيو هامبشاير 3
(G) + 92.4 كيلوجوليتم التعبير عن ثابت التوازن على النحو التالي:υ
1
=
υ
2
υ
1
(رد فعل مباشر)
=
ك
1
[
ن
2
][
ح
2
]
3
، أين
- التركيز المولي المتوازن = مول / لتر
υ
2
(تعليق)
=
ك
2
[
نيو هامبشاير
3
]
2
ك
1
[
ن
2
][
ح
2
]
3
=
ك
2
[
نيو هامبشاير
3
]
2
ك
ص
=
ك
1
/
ك
2
= [
نيو هامبشاير
3
]
2
/ [
ن
2
][
ح
2
]
3
–
توازن ثابت
.
يعتمد التوازن الكيميائي - على التركيز والضغط ودرجة الحرارة.
مبدأ
يحدد اتجاه توازن الخلط:إذا تم ممارسة تأثير خارجي على نظام في حالة توازن ، فإن التوازن في النظام سوف يتحول في الاتجاه المعاكس لهذا التأثير.
1) تأثير التركيز
- إذا زاد تركيز المواد الأولية ، فإن التوازن يتحول نحو تكوين نواتج التفاعل.على سبيل المثال،
ك
ص
=
ك
1
/
ك
2
= [
نيو هامبشاير
3
]
2
/ [
ن
2
][
ح
2
]
3
عند إضافته إلى خليط التفاعل ، على سبيل المثال
النيتروجين ، أي يزداد تركيز الكاشف ، ويزداد المقام في التعبير عن K ، ولكن نظرًا لأن K ثابت ، يجب أيضًا زيادة البسط لتحقيق هذا الشرط. وهكذا ، تزداد كمية ناتج التفاعل في خليط التفاعل. في هذه الحالة ، يتحدثون عن تحول في التوازن الكيميائي إلى اليمين ، نحو المنتج.
وبالتالي ، تؤدي الزيادة في تركيز الكواشف (السائلة أو الغازية) إلى الانتقال نحو المنتجات ، أي نحو رد فعل مباشر. تؤدي الزيادة في تركيز المنتجات (سائلة أو غازية) إلى تغيير التوازن نحو المواد المتفاعلة ، أي في اتجاه رد الفعل العكسي.
لا يغير التغير في كتلة المادة الصلبة من موضع التوازن.
2) تأثير درجة الحرارة
- تؤدي الزيادة في درجة الحرارة إلى تحوّل التوازن نحو تفاعل ماص للحرارة.أ)
ن
2
(د) + 3
ح
2
(ز)
↔
2
نيو هامبشاير
3
(G) + 92.4 kJ (طارد للحرارة - إطلاق حرارة)
مع ارتفاع درجة الحرارة ، سوف يتحول التوازن نحو تفاعل تحلل الأمونيا (
←
)
ب)
ن
2
(د) +
ا
2
(ز)
↔
2
رقم
(G) - 180.8 كيلو جول
(ماص للحرارة -
امتصاص الحرارة)
مع ارتفاع درجة الحرارة ، سوف يتحول التوازن نحو تفاعل التكوين
رقم
(
→
)
3) تأثير الضغط (للمواد الغازية فقط)
- مع زيادة الضغط ، يتحول التوازن نحو تكوين المواد التي تحتل حجمًا أصغر.ن
2
(د) + 3
ح
2
(ز)
↔
2
نيو هامبشاير
3
(ز)
1
الخامس
-
ن
2
3
الخامس
-
ح
2
2
الخامس
–
نيو هامبشاير
3
مع زيادة الضغط (
ص
): قبل رد الفعل
4
الخامس
المواد الغازية
→
بعد رد الفعل
2
الخامس
المواد الغازية ، لذلك ، يتحول التوازن إلى اليمين (
→
)
مع زيادة الضغط ، على سبيل المثال ، مرتين ، يتناقص حجم الغازات بنفس العدد من المرات ، وبالتالي ، سيزداد تركيز جميع المواد الغازية مرتين.
ك
ص
=
ك
1
/
ك
2
= [
نيو هامبشاير
3
]
2
/ [
ن
2
][
ح
2
]
3
في هذه الحالة ، يزيد بسط التعبير عن K بمقدار 4
مرات والمقام 16 مرة أي. سيتم انتهاك المساواة. لاستعادته ، يجب زيادة التركيز.
الأمونيا
وانخفاض التركيز
نتروجين
و
هيدروجين. سوف يتحول التوازن إلى اليمين.
لذلك ، مع زيادة الضغط ، يتحول التوازن نحو انخفاض في الحجم ، مع انخفاض في الضغط - نحو زيادة في الحجم.
التغيير في الضغط ليس له أي تأثير عمليًا على حجم المواد الصلبة والسائلة ، أي لا يغير تركيزهم. وبالتالي ، فإن توازن التفاعلات التي لا تشارك فيها الغازات يكون عمليًا مستقلاً عن الضغط. !
يتأثر مسار التفاعل الكيميائي بالمواد -
المحفزات.
ولكن عند استخدام محفز ، تنخفض طاقة التنشيط لكل من التفاعلات المباشرة والعكسية بنفس المقدار وبالتالي
التوازن لا يتحول.
3. توحيد المادة المدروسة
مهمة وضح كيف سيؤثر:أ) زيادة الضغط ؛ب) ارتفاع درجة الحرارة.ج) زيادة تركيز الأكسجين لتوازن النظام: 2 CO (g) + O 2 (g) ↔ 2 CO 2 (g) + Q الحل: أ) تغيير الضغطيغير توازن التفاعلات بمشاركة المواد الغازية (ز). دعونا نحدد أحجام المواد الغازية قبل وبعد التفاعل بواسطة معاملات القياس المتكافئ:على مبدأ Le Chatelier ،مع زيادة الضغط,
تحولات التوازنفي اتجاه تكوين المواد التي تشغل حجمًا أصغر ، وبالتالي ، سيتحول التوازن إلى اليمين ، أي نحو تشكيل CO 2
، تجاه رد الفعل المباشر(→)
.
ب) وفقًا لمبدأ Le Chatelier ،عندما ترتفع درجة الحرارة، يتغير الميزانتجاه التفاعل الماص للحرارة (-س )، بمعنى آخر. في اتجاه رد الفعل العكسي - تفاعل تحلل ثاني أكسيد الكربون 2
(←)
حيث تشغيل قانون حفظ الطاقة: Q- 2 CO (g) + O 2 (g) ↔ 2 CO 2 (g) + Qv) مع زيادة تركيز الأكسجينيتحول توازن النظامنحو الحصول على CO 2
(→)
حيث تؤدي الزيادة في تركيز الكواشف (السائلة أو الغازية) إلى النزوح نحو المنتجات ، أي نحو رد فعل مباشر.
4. الواجب المنزلي.
أ 14 ، أكمل المهمة في أزواجمثال 1.
كم مرة ستتغير سرعة ردود الفعل الأمامية والعكسية في النظام: 2 SO 2 (g) + O 2 (g) = 2 SO 3 (g) إذا تم تقليل حجم خليط الغاز بمقدار ثلاث مرات؟ في أي اتجاه سيتحول توازن النظام؟المحلول.
لنحدد تركيز المواد المتفاعلة: [ SO 2] = أ,
[حوالي 2] = ب,
[SO 3] = مع.
وفقا لقانون عمل الجماهير ، السرعةالخامس
ردود الفعل المباشرة والعكسية قبل تغيير الحجم:الخامسالعلاقات العامة = كا
2
ب الخامس آر
=
ل
1
مع
2
.
بعد تقليل حجم النظام المتجانس بمقدار ثلاث مرات ، سيزداد تركيز كل مادة من المواد المتفاعلة ثلاث مرات: [لذا 2
] = 3
أ
، [س 2
] =
3
ب;
[
لذا 3
] = 3
مع
... بتركيزات جديدة للسرعة
الخامس’
رد فعل للأمام والخلف:الخامس’
إلخ
=
ل
(3
أ
)
2
(3
ب) = 27
كا
2
بالخامس’
آر
=
ل
1
(3
مع
)
2
= 9
ل
1
مع
2
لذلك:
وبالتالي ، زادت سرعة رد الفعل الأمامي بمقدار 27 مرة ، والعكس - تسع مرات فقط. لقد تحول توازن النظام نحو التعليملذا 3 . مثال 2. احسب عدد المرات التي سيزداد فيها معدل التفاعل في الطور الغازي عندما ترتفع درجة الحرارة من 30 إلى 70 ا C إذا كان معامل درجة حرارة التفاعل 2.المحلول. يتم تحديد اعتماد معدل التفاعل الكيميائي على درجة الحرارة من خلال قاعدة Van't Hoff الأساسية وفقًا للصيغة:
لذلك ، معدل التفاعل
νТ 2
عند درجة حرارة 70 ا مع سرعة رد فعل أكبر
νТ 1
عند درجة حرارة 30 ا ج 16 مرة.مثال 3.
ثابت التوازن لنظام متجانس:أول أكسيد الكربون (ز) + ح 2
O (ز) = CO 2
(د) + ح 2
(ز)في 850 ا С تساوي 1. احسب تركيزات جميع المواد عند التوازن إذا كانت التركيزات الأولية هي: [СО] المرجع
= 3 مول / لتر ، [H. 2
س] المرجع
= 2 مول / لتر.المحلول.
في حالة التوازن ، تكون معدلات التفاعلات المباشرة والعكسية متساوية ، وتكون نسبة ثوابت هذه المعدلات ثابتة وتسمى ثابت التوازن للنظام المعطى:الخامس العلاقات العامة =
ل
1
[حلم 2
س]الخامس آر
= ك 2
[CO 2
] [ن 2
]
في حالة المشكلة ، يتم إعطاء التركيزات الأولية ، بينما في التعبير
ل
ص يتم تضمين تركيزات التوازن فقط لجميع المواد في النظام. افترض أنه بحلول لحظة تركيز التوازن [СО 2
]
ص
=
X
مول / لتر. وفقًا لمعادلة النظام ، سيكون عدد مولات الهيدروجين المتشكل أيضًا
X
مول / لتر. لنفس العدد من الشامات (X
مول / لتر) CO و H 2
يتم إنفاق O للتعليم على
X
مولات ثاني أكسيد الكربون 2
و ح 2
... لذلك ، فإن تركيزات التوازن لجميع المواد الأربعة هي:[CO 2
]
ص
= [ح 2
]
ص
=
X
مول / لتر ؛
[أول أكسيد الكربون] ص
= (3 –
X
) مول / لتر ؛[ن 2
س] ص
= (2 –
X
) مول / ل.بمعرفة ثابت التوازن ، نجد القيمة
X
، ثم التركيزات الأولية لجميع المواد:
وبالتالي ، فإن تركيزات التوازن المطلوبة هي:[CO 2 ] ص = 1.2 مول / لتر ؛[ن 2 ] ص = 1.2 مول / لتر ؛[أول أكسيد الكربون] ص = 3 - 1.2 = 1.8 مول / لتر ؛[ن 2 س] ص = 2 - 1.2 = 0.8 مول / لتر.
جار التحميل ...