Μάθημα : Χημεία Προσανατολισμού - Κεφάλαιο 3
Κωδικός : EL657217
EL657217 - ΜΙΧΑΗΛ ΣΜΑΡΑΓΔΑΚΗΣ
Περιγραφή Μαθήματος
Θεωρία Αποτελεσματικών Συγκρούσεων
Θεωρία Μεταβατικής Κατάστασης
Ρυθμός παραγωγής/κατανάλωσης
Στιγμιαία/Μέση ταχύτητα
Σύμφωνα με τη Θεωρία των Αποτελεσματικών Συγκρούσεων, για να αντιδράσουν δυο μόρια πρέπει να συγκρουστούν με κατάλληλη ταχύτητα και προσανατολισμό.
Για να είναι αποτελεσματική η σύγκρουση τα μόρια θα πρέπει να έχουν μια ελάχιστη τιμή ενέργειας που ονομάζεται ενέργεια ενεργοποίησης.
Σύμφωνα με τη Θεωρία της μεταβατικής κατάστασης, για να πραγματοποιηθεί μια αντίδραση θα πρέπει από τη σύγκρουση των αντιδρώντων να σχηματιστεί ένα ενδιάμεσο προϊόν, το ενεργοποιημένο σύμπλοκο, το οποίο έχει ενέργεια ίση με την ενέργεια ενεργοποίησης.
Έστω η χημική αντίδραση: αΑ ⟶ βΒ
Ρυθμός κατανάλωσης του Α είναι το πηλίκο uA = - Δ[Α]/Δt (ο ρυθμός μεταβολής έχει πάντα θετική τιμή)
Ρυθμός παραγωγής του Β είναι το πηλίκο uB = Δ[Β]/Δt
Παρατηρούμε ότι στους Ρυθμούς Κατανάλωσης και Παραγωγής δεν λαμβάνονται υπόψη οι συντελεστές της εξίσωσης, οπότε και ο ρυθμός μεταβολής μιας ουσίας μπορεί να διαφέρει από μιας άλλης.
Για να μπορέσουμε να έχουμε μια ενιαία τιμή που να περιγράφει την ίδια την αντίδραση, ορίσαμε την ταχύτητα αντίδρασης που μπορεί να εξαχθεί από οποιοδήποτε συστατικό της που η συγκέντρωση του μεταβάλεται, λαμβάνοντας αυτή τη φορά υπόψη και τους συντελεστές.
Μέση Tαχύτητα της αντίδρασης είναι το πηλίκο: u = Δ[Α]/αΔt = Δ[Β]/βΔt
Στιγμιαία Tαχύτητα της αντίδρασης είναι το πηλίκο: u = d[Α]/αdt = d[Β]/βdt
Διαιρώντας δηλαδή τον εκάστοτε ρυθμό παραγωγής ή κατανάλωσης με τον συντελεστή της συγκεκριμένης ουσίας βρίσκουμε την ταχύτητα της αντίδρασης.
ΠΡΟΣΟΧΗ! Τα υγρά και τα στερεά έχουν σταθερή συγκέντρωση και κατά συνέπεια δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον υπολογισμό της ταχύτητας της αντίδρασης.
- Σε κλειστό δοχείο V=10L πραγματοποιείται η αντίδραση: Ν2(g) + 3H2(g) ⟶ 2NH3(g) , όπου τα αντιδρώντα έχουν τοποθετηθεί με στοιχειομετρική αναλογία.
Στον παρακάτω πίνακα φαίνεται η μεταβολή των mol του Ν2 ως προς το χρόνο:
|
t (min) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
nN2 (mol) |
6 |
2 |
1,2 |
0,8 |
0,6 |
α. Να υπολογιστεί ο μέσος ρυθμός κατανάλωσης του Η2 μέχρι τα 3 λεπτά.
β. Να υπολογιστεί ο μέσος ρυθμός κατανάλωσης του Ν2 κατά τη διάρκεια του 2ου λεπτού.
γ. Να υπολογιστεί ο μέσος ρυθμός παραγωγής της ΝΗ3 μέχρι τα 4 λεπτά.
δ. Να υπολογιστεί η μέση ταχύτητα της αντίδρασης κατά τη διάρκεια του 1ου λεπτού.
ε. Να σχεδιαστούν τα ποιοτικά διαγράμματα C/t για κάθε μια από τις ουσίες της αντίδρασης.
2. Δίνονται τα παρακάτω διαγράμματα μεταβολής Ρυθμού Κατανάλωσης/Παραγωγής ως προς το χρόνο για τις ουσίες που συμμετέχουν στις αντιδράσεις (α), (β), (γ), και (δ). Να αντιστοιχήσετε το κατάλληλο διάγραμμα στην κάθε αντίδραση και να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.
(α) Α(g) + 2Β(g) ⟶ Γ(g) +2Δ(g) (β) Α(s) + Β(g) ⟶ 2Γ(g) + Δ(g)
(γ) 2A(aq) + B(s) ⟶ 3Γ(aq) + 2Δ(aq) (δ) Α(g) + Β(g) ⟶ 2Γ(g) + Δ(g)
3. Δίνονται τα παρακάτω διαγράμματα μεταβολής Συγκέντρωσης/Παραγωγής ως προς το χρόνο για τις ουσίες που συμμετέχουν στις αντιδράσεις (α), (β), (γ), και (δ). Να αντιστοιχήσετε το κατάλληλο διάγραμμα στην κάθε αντίδραση και το κάθε ένα από τα Α, Β, Γ και Δ με την καμπύλη που το περιγράφει. Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.
(α) Α(g) + 2Β(g) ⟶ Γ(g) +2Δ(g) (β) Α(s) + Β(g) ⟶ 2Γ(g) + Δ(g)
(γ) 2A(aq) + B(s) ⟶ 3Γ(aq) + 2Δ(aq) (δ) 3Α(g) + Β(g) ⟶ 2Γ(g) + Δ(g)
4. Δίνεται το διάγραμμα Συγκεντρώσεων/χρόνου των συστατικών της αντίδρασης Ν2+3Η2⟷2ΝΗ3.
α) Να αντιστοιχήσετε τις καμπύλες του διαγράμματος στα συστατικά της αντίδρασης.
β) Να υπολογίσετε τον Μέσο Ρυθμό Κατανάλωσης του Η2 στις πρώτες 3 ώρες.
γ) Να υπολογίσετε τον Μέσο Ρυθμό Παραγωγής της Αμμωνίας από την 3η ως την 5η ώρα.
δ) Να υπολογίσετε την Μέση ταχύτητα της αντίδρασης στην διάρκεια της 1ης ώρας και στις 5 πρώτες ώρες.
Ημερολόγιο
Ανακοινώσεις
Όλες...- - Δεν υπάρχουν ανακοινώσεις -