- •Предмет, задачи общей и неорганической химии. Роль химии в естественных науках.
- •Основные понятия химии
- •Основные понятия химии.
- •Основные стехиометрические законы.
- •Газовые законы: г. Люссака, Авогадро, объединенный газовый закон.
- •Строение атома; развитие учения о строении атома; модели Томсона, Резерфорда, Бора.
- •Характеристика основных квантовых чисел.
- •Важнейшие классы и номенклатура неорганических веществ.
- •Периодический закон и периодическая система элементов.
- •Ковалентная химическая связь. Способы образования ковалентной связи. Основные характеристики.
- •Геометрия структур с ковалентным типом связи (гибридизация sp, sp2, sp3)
- •Метод валентных связей и метод молекулярных орбиталей.
- •Ионная и металлическая связь.
- •Межмолекулярное взаимодействие. Водородная связь.
- •Кристаллическое, жидкое и аморфное состояние веществ.
- •Скорость химических реакций. Константа скорости и ее физические свойства
- •Влияние температуры на скорость химических реакций. Основные положения теории активации Аррениуса.
- •Катализ. Влияние катализаторов на скорость химических реакций.
- •Необратимые и обратимые реакции. Принцип Ле Шателье.
- •Дисперсные системы и их характеристика.
- •3. По агрегатному состоянию дисперсионной среды и дисперсной фазы.
- •Способы выражения концентрации растворов.
- •Энергетика химических связей. Характеристика систем. Функции состояния.
- •Внутренняя энергия. Энтальпия и энтропия.
- •Энергия Гиббса.
- •Закон Генри. Законы Рауля.
- •Осмотическое давление. Закон Ван-Гоффа.
- •Особенности растворов электролитов. Основные положения электролитической диссоциации.
- •Буферные растворы и их характеристика. Уравнение Гендерсона-Хассельбаха.
- •Ионное произведение воды. Водородный показатель.
- •Произведение растворимости. Реакции обмена в растворах электролитов.
- •Гидролиз солей. Количественные характеристики гидролиза.
- •Теория овр. Важнейшие окислители и восстановители. Метод электронного баланса.
- •Ионно-электронный метод (метод полуреакций).
- •Классификация овр.
- •Электрохимические процессы. Электронный потенциал. Водородный электрод.
- •Электрохимический ряд напряжения металлов. Уравнение Нернста.
- •Гальванический элемент и его влияние на протекание овр.
- •Электролиз растворов и расплавов.
- •Комплексные соединения. Номенклатура и классификация.
- •Константа устойчивости и константа неустойчивости (характеристика кс)
Скорость химических реакций. Константа скорости и ее физические свойства
Скорость химической реакции – число элементарных актов реакции, происходящих за единицу времени, в единице объема (гомогенная реакция) или на единице поверхности (гетерогенная реакция) раздела фаз.
Мера скорости химической реакции – количество вещества, вступившего в реакцию или образовавшегося при реакции за единицу времени в единице объема системы или на единице поверхности раздела фаз.
;
- число молей какого-либо из получающихся при реакции веществ; V – объем системы; t – время; S – площадь поверхности фазы, на которой протекает реакция; – молярная концентрация данного вещества.
Средняя скорость реакции при определенной температуре равна изменению концентрации одного из реагентов или одного из продуктов за единицу времени.
Элементарные реакции – протекают в одну стадию.
Сложные реакции – протекают в несколько стадий.
Закон действующих масс: скорость химических реакций пропорциональна концентрации реагирующих веществ, возведенных в степень их стехиометрических коэффициентов.
Для гомогенных реакций:
k- константа скорости; [ ] – молярная концентрация.
Величина k зависит от природы реагирующих веществ, от температуры и присутствия катализатора, но не зависит от концентрации реагирующих веществ.
Для гетерогенных реакций в уравнении закона действующих масс входят концентрации только тех веществ, которые находятся в газовой форме или в растворе. Концентрация твердых веществ представляет собой постоянную величину и поэтому входит в константу скорости. Скорость любого гетерогенного процесса возрастает при увеличении поверхности контакта фаз (измельчение).
Влияние температуры на скорость химических реакций. Основные положения теории активации Аррениуса.
Правило Ван-Гоффа: скорость большинства химических реакций увеличивается в 2-4 раза при повышении температуры на 10 градусов.
γ - температурный коэффициент
Ускорение химической реакции с ростом температуры, казалось бы, можно объяснить увеличением числа столкновений реагирующих частиц. Однако далеко не каждое столкновение приводит к акту химической реакции. Для того чтобы столкновение стало эффективным, реагирующие частицы должны не только обладать достаточной энергией, но и иметь пространственное соответствие. Количественной характеристикой энергетического соответствия является величина, называемая энергия активации (Еа).
Энергия активации (Еа) – это некоторое избыточное количество энергии по сравнению со средней ее величиной, которым должна обладать молекула в момент столкновения, чтобы произошла реакция.
Энергия активации расходуется на преодоление отталкивания между частицами и на ослабление химических связей у исходных веществ. Таким образом, энергия активации косвенно характеризует природу реагирующих веществ, так как отражает прочность химической связи в них.
Влияние температуры и природы реагирующих веществ на скорость химической реакции описывается уравнением Аррениуса, которое связывает константу химической реакции с энергией активации и температурой:
где Ао – предэкспоненциальный множитель; Еа– энергия активации; R– универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/моль∙К); Т– абсолютная температура.
Из уравнения Аррениуса следует, что при постоянной температуре константа скорости определяется величиной энергии активации. Чем выше Еа, тем меньше в реакционной смеси активных молекул, тем меньше константа скорости и сама скорость химической реакции.