Температурний коефіцієнт швидкості реакції дорівнює. Правило Вант-Гоффа

З підвищенням температури швидкість хімічного процесу зазвичай зростає. У 1879 р. голландський вчений Я. Вант-Гофф сформулював емпіричне правило: з підвищенням температури на 10 К швидкість більшості хімічних реакцій зростає у 2-4 рази.

Математичний запис правила Я. Вант-Гоффа:

γ 10 = (k т+10)/k тде k т - константа швидкості реакції при температурі Т; k т+10 - константа швидкості реакції при температурі Т+10; 10 - температурний коефіцієнт Вант-Гоффа. Його значення коливається від 2 до 4. Для біохімічних процесів 10 змінюється в межах від 7 до 10.

Усі біологічні процеси протікають у певному інтервалі температур: 45-50°С. Оптимальною температурою є 36-40°С. В організмі теплокровних тварин ця температура підтримується постійною завдяки терморегуляції відповідної біосистеми. При вивченні біосистем користуються температурними коефіцієнтами 2 , 3 , 5 . Для порівняння їх призводять до 10 .

Залежність швидкості реакції від температури, відповідно до правила Вант-Гоффа, можна уявити рівнянням:

V 2 /V 1 = γ ((T 2 -T 1)/10)

Енергія активації.Значне зростання швидкості реакції при підвищенні температури не можна пояснити тільки збільшенням числа зіткнень між частинками реагуючих речовин, тому, відповідно до кінетичної теорії газів, зі зростанням температури кількість зіткнень збільшується в незначній мірі. Збільшення швидкості реакції з підвищенням температури пояснюється тим, що хімічна реакція відбувається не при будь-якому зіткненні частинок речовин, що реагують, а тільки при зустрічі активних частинок, що володіють в момент зіткнення необхідним надлишком енергії.

Енергія, необхідна для перетворення неактивних частинок на активні, називається енергією активації (Eа). Енергія активації – надмірна, проти середнім значенням, енергія, необхідна вступу реагуючих речовин, у реакцію за її зіткненні. Енергію активації вимірюють у кілоджоулях на моль (кДж/моль). Зазвичай Е становить від 40 до 200 кДж/моль.

Енергетична діаграма екзотермічної та ендотермічної реакції представлена на рис. 2.3. Для будь-якого хімічного процесу можна виділити початковий, проміжний та кінцевий стани. На вершині енергетичного бар'єру реагенти знаходяться у проміжному стані, який називається активованим комплексом, або перехідним станом. Різниця між енергією активованого комплексу та початковою енергією реагентів дорівнює Еа, а різниця між енергією продуктів реакції та вихідних речовин (реагентів) - ΔН, тепловому ефекту реакції. Енергія активації, на відміну ΔН, завжди величина позитивна. Для екзотермічної реакції (рис. 2.3 а) продукти розташовані на нижчому енергетичному рівні, ніж реагенти (Еа< ΔН).

Рис. 2.3. Енергетичні діаграми реакцій: А – екзотермічної Б – ендотермічної

А Б

Еа є основним фактором, що визначає швидкість реакції: якщо Еа > 120 кДж/моль (вище енергетичний бар'єр, менше активних частинок у системі), реакція йде повільно; і навпаки, якщо Еа< 40 кДж/моль, реакция осуществляется с большой скоростью.

Для реакцій за участю складних біомолекул слід враховувати той факт, що в активованому комплексі, що утворився при зіткненні частинок, молекули повинні бути орієнтовані в просторі певним чином, так як трансформації піддається лише ділянка молекули, що реагує, невеликий по відношенню до її розміру.

Якщо відомі константи швидкості k 1 і k 2 при температурах Т 1 і Т 2 можна розрахувати значення Еа.

У біохімічних процесах енергія активації у 2-3 рази менша, ніж у неорганічних. Разом з тим Еа реакції за участю чужорідних речовин, ксенобіотиків значно перевищує Еа звичайних біохімічних процесів. Цей факт є природним біозахистом системи від впливу чужорідних речовин, тобто. природні для організму реакції відбуваються у сприятливих умовах з низькою Еа, а для чужорідних реакцій Еа висока. Це генний бар'єр, що характеризує одну з головних особливостей протікання біохімічних процесів.

Завдання 336.
При 150° деяка реакція закінчується за 16 хв. Приймаючи температурний коефіцієнт швидкості реакції рівним 2,5 розрахувати, через який час закінчиться ця реакція, якщо проводити її: а) при 20 0 °С; б) за 80°С.
Рішення:
Відповідно до правила Вант Гоффа залежність швидкості від температури виражається рівнянням:

v t і k t - швидкість та константа швидкості реакції при температурі t°С; v (t + 10) та k (t + 10) ті ж величини при температурі (t + 10 0 C); - температурний коефіцієнт швидкості реакції, значення для більшості реакцій лежить у межах 2 – 4.

а) Враховуючи, що швидкість хімічної реакції при даній температурі обернено пропорційна тривалості її перебігу, підставимо дані, наведені за умови завдання у формулу, яка кількісно виражає правило Вант-Гоффа, отримаємо:

б) Оскільки дана реакція протікає зі зниженням температури, то при даній температурі швидкість цієї реакції прямо пропорційна тривалості її протікання, підставимо дані, наведені за умови завдання у формулу, яка кількісно виражає правило Вант-Гоффа, отримаємо:

Відповідь: а) при 200 0 t2 = 9,8 c; б) при 80 0 С t3 = 162 год 1хв 16 c.

Завдання 337.
Чи зміниться значення константи швидкості реакції: а) при заміні одного каталізатора іншим; б) при зміні концентрацій реагуючих речовин?
Рішення:
Константа швидкості реакції - це величина, яка залежить від природи реагуючих речовин, від температури та від присутності каталізаторів, не залежить від концентрації речовин, що реагують. Вона може дорівнювати швидкості реакції у разі, коли концентрації реагуючих речовин дорівнюють одиниці (1 моль/л).

а) При заміні одного каталізатора іншим зміниться швидкість цієї хімічної реакції, вона або збільшиться. У разі застосування каталізатора збільшиться швидкість хімічної реакції, відповідно збільшиться і значення константи швидкості реакції. Зміна значення константи швидкості реакції відбудеться і при заміні одного каталізатора на інший, який збільшить або зменшить швидкість даної реакції по відношенню до вихідного каталізатора.

б) За зміни концентрації реагуючих речовин зміниться значення швидкості реакції, а значення константи швидкості реакції не зміниться.

Завдання 338.
Чи залежить тепловий ефект реакції від її активації? Відповідь обґрунтувати.
Рішення:
Тепловий ефект реакції залежить тільки від початкового та кінцевого стану системи та не залежить від проміжних стадій процесу. Енергія активації – це надмірна енергія, якою повинні мати молекули речовин, щоб їх зіткнення могло призвести до утворення нової речовини. Енергію активації можна змінити підвищенням чи зниженням температури, відповідно знижуючи чи збільшуючи її. Каталізатори знижують енергію активації, а інгібітори – знижують.

Таким чином, зміна енергії активації призводить до зміни швидкості реакції, але не зміни теплового ефекту реакції. Тепловий ефект реакції – величина постійна і залежить від зміни енергії активації цієї реакції. Наприклад, реакція утворення аміаку з азоту та водню має вигляд:

Дана екзотермічна реакція, > 0). Реакція протікає зі зменшенням числа молей реагуючих частинок і числа молей газоподібних речовин, що наводить систему менш стійкого стану в більш стійке, ентропія зменшується,< 0. Данная реакция в обычных условиях не протекает (она возможна только при достаточно низких температурах). В присутствии катализатора энергия активации уменьшается, и скорость реакции возрастает. Но, как до применения катализатора, так и в присутствии его тепловой эффект реакции не изменяется, реакция имеет вид:

Завдання 339.
Для якої реакції прямої чи зворотної – енергія активації більша, якщо пряма реакція йде з виділенням теплоти?
Рішення:
Різниця енергій активації прямої та зворотної реакцій дорівнює тепловому ефекту: H = E a (пр.) - Е а (обр.). Ця реакція протікає із теплоти, тобто. є екзотермічною,< 0 Исходя из этого, энергия активации прямой реакции имеет меньшее значение, чем энергия активации обратной реакции:
E a(пр.)< Е а(обр.) .

Відповідь: E a(пр.)< Е а(обр.) .

Завдання 340.
У скільки разів збільшиться швидкість реакції, яка протікає при 298 К, якщо енергію активації її зменшити на 4 кДж/моль?
Рішення:
Позначимо зменшення енергії активації через Ea, а константи швидкостей реакції до і після зменшення енергії активації через k і k". Використовуючи рівняння Арреніуса, отримаємо:

E a - енергія активації, k і k" - константи швидкості реакції, Т - температура К (298).
Підставляючи в останнє рівняння ці завдання і, виражаючи енергію активації в джоулях, розрахуємо збільшення швидкості реакції:

Відповідь: У 5 разів

Зростання швидкості реакції зі зростанням температури прийнято характеризувати температурним коефіцієнтом швидкості реакції, числом, що показує, скільки разів зростає швидкість даної реакції при підвищенні температури системи на 10°С. Температурний коефіцієнт різних реакцій різний. При нормальних температурах його значення більшості реакцій перебуває у межах від 2... 4.

Температурний коефіцієнт визначають відповідно до так званого «правила Вант-Гоффа», яке математично виражається рівнянням

v 2 /v 1 = g ( T 2 - T 1)/10 ,

де v 1 і v 2 – швидкості реакції при температурах Т 1 і Т 2; g – температурний коефіцієнт реакції.

Так, наприклад, якщо g = 2, то при Т 2 - Т 1 = 50 ° С v 2 /v 1 = 25 = 32, тобто. реакція прискорилася в 32 рази, причому це прискорення не залежить від абсолютних величин Т 1 і Т 2 , а тільки від їхньої різниці.

Енергія активації,різницю між значеннями середньої енергії частинок (молекул, радикалів, іонів та інших.), які у елементарний акт хімічної реакції, і середньої енергії всіх частинок, що у реагує системі. Для різних хімічних реакцій Е. а. змінюється у межах - від кількох до ~ 10 дж./моль.Для однієї і тієї ж хімічної реакції значення Е. а. залежить від виду функцій розподілу молекул за енергіями їх поступального руху та внутрішніми ступенями свободи (електронними, коливальними, обертальними). Як статистичну величину Е. а. слід відрізняти від порогової енергії, або енергетичного бар'єру, - мінімальної енергії, якою повинна мати одна пара частинок, що стикаються, для протікання даної елементарної реакції.

Арреніуса рівняння, температурна залежність константи швидкості доелементарної хім. реакції:

де A-предекспоненціальний множник (розмірність збігається з розмірністю до), Е а-енергія активації, що зазвичай приймає покладе. значення, Т-абс. температура, k-постійна Больцмана. Прийнято наводити Е адля не одну молекулу. а на число частинок N A= 6,02 * 1023 (постійна Авогадро) і виражати в кДж / моль; у цих випадках у рівнянні Арреніуса величину kзамінюють газовою постійною R.Графік залежності 1nк від 1 /kT(Ареніусів графік) – пряма лінія, негативний нахил якої визначається енергією активації Е аі характеризує поклад. температурну залежність до.

Каталізатор- Хімічна речовина, що прискорює реакцію, але не входить до складу продуктів реакції. Кількість каталізатора, на відміну інших реагентів, після реакції не змінюється. Важливо розуміти, що каталізатор бере участь у реакції. Забезпечуючи швидший шлях для реакції, каталізатор реагує з вихідною речовиною, проміжне з'єднання, що вийшло, піддається перетворенням і в кінці розщеплюється на продукт і каталізатор. Потім каталізатор знову реагує з вихідною речовиною, і цей каталітичний цикл багаторазово (до мільйона разів) джерело?] повторюється.

Каталізатори поділяються на гомогенніі гетерогенні. Гомогенний каталізатор знаходиться в одній фазі з реагуючими речовинами, гетерогенний - утворює самостійну фазу, відокремлену межею розділу від фази, в якій знаходяться речовини, що реагують. Типовими гомогенними каталізаторами є кислоти та основи. Як гетерогенні каталізатори застосовуються метали, їх оксиди і сульфіди.

Реакції того самого типу можуть протікати як з гомогенними, і з гетерогенними каталізаторами. Так, поряд з розчинами кислот застосовуються тверді Al 2 O 3 , TiO 2 , ThO 2 , алюмосилікати, цеоліти, що мають кислотні властивості. Гетерогенні каталізатори з основними властивостями: CaO, BaO, MgO.

Гетерогенні каталізатори мають, як правило, сильно розвинену поверхню, для чого їх розподіляють на інертному носії (силікагель, оксид алюмінію, активоване вугілля та ін.).

Для кожного типу реакцій ефективні лише певні каталізатори. Окрім уже згаданих кислотно-основних, існують каталізатори окислення-відновлення; для них характерна присутність перехідного металу або його з'єднання (З +3, V2O5+MoO3). У цьому випадку каталіз здійснюється шляхом зміни ступеня окиснення перехідного металу.

Дисперсна система- це утворення двох чи більше числа фаз (тіл), які абсолютно або практично не змішуються і не реагують один з одним хімічно. Перша з речовин ( дисперсна фаза) дрібно розподілено у другому ( дисперсійне середовище). Якщо фаз кілька, їх можна відокремити один від одного фізичним способом (центрифугувати, сепарувати і т. д.).

Зазвичай дисперсні системи – це колоїдні розчини, золі. До дисперсних систем відносять також випадок твердого дисперсного середовища, в якому знаходиться дисперсна фаза.

Найбільш загальна класифікація дисперсних систем заснована на відмінності в агрегатному стані дисперсійного середовища та дисперсної фази. Поєднання трьох видів агрегатного стану дозволяють виділити дев'ять видів дисперсних систем. Для стислості запису їх прийнято позначати дробом, чисельник якого вказує на дисперсну фазу, а знаменник на дисперсійне середовище, наприклад для системи «газ у рідині», прийнято позначення Г/Ж.

Колоїдні розчини. Колоїдний стан характерний для багатьох речовин, якщо їх частки мають розмір від 1 до 500 нм. Легко показати, що сумарна поверхня цих часток величезна. Якщо припустити, що частинки мають форму кулі з діаметром 10 нм, то при загальному обсязі цих частинок 1 см 3 вони матимуть

площа поверхні близько 10 м2. Як зазначалося раніше поверхневий шар характеризується поверхневою енергією та здатністю адсорбувати ті чи інші частинки, у тому числі іони

із розчину. Характерною особливістю колоїдних частинок є наявність на поверхні заряду, обумовленого вибірковою адсорбцією іонів. Колоїдна частка має складну будову. Вона включає ядро, адсорбовані іони, протиїни і розчинник. Існують ліофільні (гід.

рофильні) колоїди, в яких розчинник взаємодіє з ядрами частинок, ілнофобні (гідрофобні) колоїди, в яких розчинник не взаємодіє з ядрами

частинок. Розчинник входить до складу гідрофобних частинок лише як сольватна оболонка адсорбованих іонів або за наявності стабілізаторів (ПАР), що мають ліофобну та ліофільні частини.

Наведемо кілька прикладів колоїдних частинок:

Як. видно, ядро складається з електронейтрального агрегату частинок з адсорбованими іонами елементів, що входять до складу ядра (у прикладах іонами Аg + , НS-, Fе 3+). Колоїдна година крім ядра має протиіони і молекули розчинника. Адсорбовані іони та протиіони з розчинником утворюють адсорбований шар. Сумарно заряд частки дорівнює різниці зарядів адсорованих іонів та протиіонів. Навколо частинок знаходиться д і ф ф у з н ий с л о і і о н ов, заряд яких дорівнює іряду колоїдної частинки. Колоїдна частка і дифузний шари утворюють електронейтральну міцелу

Міцели(зменшуюче від лат. mica- частка, крупинка) - частинки в колоїдних системах, складаються з нерозчинного в даному середовищі ядра дуже малого розміру, оточеного стабілізуючою оболонкою адсорбованих іонів та молекул розчинника. Наприклад, міцела сульфіду миш'яку має будову:

((As 2 S 3) m nHS − (n-x)H + ) x-хН +

Середній розмір міцел від 10 -5 до 10 -7 см.

Коагуляція- поділ колоїдного розчину на дві фази – розчинник та студнеподібну масу, або загусання розчину в результаті укрупнення частинок розчиненої речовини

Пептизація - процес переходу колоїдного осаду або гелю в колоїдний розчин під дією рідини або доданих до неї речовин, що добре адсорбуються осадом або гелем, які називаються в цьому випадку пептизаторами (наприклад, пептизація жирів під дією жовчі).
Пептизація – роз'єднання агрегатів частинок гелів (студнів) або пухких опадів під впливом певних речовин – пептизаторів після коагуляції колоїдних розчинів. В результаті пептизації осад (або гель) перетворюється на зважений стан.

РОЗЧИНИ,однофазні системи, що складаються із двох або більше компонентів. За своїм агрегатним станом розчини можуть бути твердими, рідкими або газоподібними.

Розчинність, здатність речовини утворювати з іншою речовиною (або речовинами) гомогенні суміші з дисперсним розподілом компонентів (див. Розчини). Зазвичай розчинником вважають речовину, яка в чистому вигляді існує в тому ж агрегатному стані, що і розчин, що утворився. Якщо до розчинення обидві речовини перебували в тому самому агрегатному стані, розчинником вважається речовина, присутня в суміші в істотно більшій кількості.

Розчинність визначається фізичною і хімічною спорідненістю молекул розчинника і речовини, що розчиняється, співвідношенням енергій взаємодією однорідних і різнорідних компонентів розчину. Як правило, добре розчиняються один в одному подібні до фіз. та хім. властивостям речовини (емпірич. правило "подібне розчиняється в подібному"). Зокрема, речовини, що складаються з полярних молекул, та речовини з іонним типом зв'язку добре раств. в полярних розчинниках (воді, етанолі, рідкому аміаку), а неполярні речовини добре розчин. у неполярних розчинниках (бензолі, сірковуглецю).

Розчинність даної речовини залежить від температури і тиску відповідає загальному принципу усунення рівноваг (див. Ле Шательє-Брауна принцип). Концентрація насиченого розчину за цих умов чисельно визначає Р. речовини в даному розчиннику і також зв. розчинність. Пересичені розчини містять більшу кількість розчиненої речовини, ніж це відповідає його розчинності, існування пересичених розчинів обумовлено кінетич. утрудненнями кристалізації (див. Зародження нової фази). Для характеристики розчинності малорозчинних речовин використовують добуток активностей ПА (для розчинів, близьких за своїми властивостями до ідеального - добуток розчинності ПР).

Відповідь: а) при 200 0 t2 = 9,8 c; б) при 80 0 С t3 = 162 год 1хв 16 c.

Відповідь: E a(пр.)< Е а(обр.) .

Відповідь: У 5 разів

Завдання № 1. Взаємодія з вільним киснем призводить до утворення високотоксичного діоксиду азоту //, хоча ця реакція у фізіологічних умовах протікає повільно і при низьких концентраціях не відіграє суттєвої ролі у токсичному пошкодженні клітин, проте патогенні ефекти різко зростають при його гіперпродукції. Визначте, у скільки разів зростає швидкість взаємодії оксиду азоту (II) з киснем при збільшенні тиску суміші вихідних газів у два рази, якщо швидкість реакції описується рівнянням ?

Рішення.

1. Збільшення тиску вдвічі рівноцінно подвійному збільшенню концентрації ( з) та . Тому швидкості взаємодії, відповідні і приймуть відповідно до закону дії мас виразу: і

Відповідь. Швидкість реакції збільшиться у 8 разів.

Завдання № 2. Вважається, що концентрація хлору (зелений газ із різким запахом) у повітрі вище 25 ppm небезпечна для життя та здоров'я, проте, є дані, що якщо пацієнт відновився після гострого тяжкого отруєння цим газом, то залишкових явищ не спостерігається. Визначте, як зміниться швидкість реакції: , що протікає в газовій фазі, якщо збільшити в 3 рази: концентрацію , концентрацію , 3) тиск //?

Рішення.

1. Якщо позначити концентрації і через і , то вираз швидкості реакції набуде вид: .

2. Після збільшення концентрацій в 3 рази вони будуть рівні для і для . Тому вираз для швидкості реакції набуде вигляду: 1) 2)

3. Збільшення тиску в стільки ж разів збільшує концентрацію газоподібних речовин, що реагують, тому

4. Збільшення швидкості реакції стосовно початкової визначається ставленням відповідно: 1) , 2) , 3) .

Відповідь. Швидкість реакції збільшиться в: 1), 2), 3) рази.

Завдання №3. Як змінюється швидкість взаємодії вихідних речовин при зміні температури до, якщо температурний коефіцієнт реакції дорівнює 2,5?

Рішення.

1. Температурний коефіцієнт показує, як змінюється швидкість реакції за зміни температури на кожні (правило Вант-Гоффа): .

2. Якщо ж зміна температури: , то з огляду на те, що , отримуємо: . Звідси, .

3. По таблиці антилогарифмів знаходимо: .

Відповідь. При зміні температури (тобто при підвищенні) швидкість збільшиться у 67,7 разів.

Завдання № 4. Обчисліть температурний коефіцієнт швидкості реакції, знаючи, що з підвищенням температури швидкість зростає в 128 разів.

Рішення.

1. Залежність швидкості хімічної реакції від температури виражається емпіричним правилом Вант-Гоффа:

. Вирішуючи рівняння щодо , знаходимо: , . Отже, =2

Відповідь. =2.

Завдання № 5. Для однієї з реакцій було визначено дві константи швидкості: за 0,00670 і за 0,06857. Визначте константу швидкості цієї реакції при .

Рішення.

1. За двома значеннями констант швидкості реакції, використовуючи рівняння Арреніуса, визначаємо величину енергії активації реакції: . Для цього випадку: Звідси: Дж/моль.

2. Розрахуємо константу швидкості реакції при , використовуючи в розрахунках константу швидкості при і рівняння Арреніуса: . Для цього випадку: і з урахуванням того, що: , Отримуємо: . Отже,

Відповідь.

Обчислення константи хімічної рівноваги та визначення напряму зміщення рівноваги за принципом Ле-Шательє .

Завдання №6.Двоокис вуглецю // на відміну від моноксиду вуглецю // не порушує фізіологічних функцій та анатомічної цілісності живого організму і задушливий ефект їх обумовлений лише присутністю у високій концентрації та зниженням відсоткового вмісту кисню у вдихуваному повітрі. Чому дорівнює константа рівноваги реакції / /: при температурі, виражена через: а) парціальний тиск реагуючих речовин; б) їх молярні концентрації , знаючи, що склад рівноважної суміші виражається об'ємними частками: , і , а загальний тиск у системі становить Па?

Рішення.

1. Парціальний тиск газу дорівнює загальному тиску, помноженому на об'ємну частку газу в суміші, тому:

2. Підставляючи ці значення у вираз константи рівноваги, отримаємо:

3. Взаємозв'язок між та встановлюється на основі рівняння Менделєєва Клапейрона для ідеальних газів і виражається рівністю: , де - Різниця між числом молей газоподібних продуктів реакції і газоподібних вихідних речовин. Для цієї реакції: . Тоді: .

Відповідь. Па. .

Завдання №7.У якому напрямку зміститься рівновага у наступних реакціях:

3. ;

а) при підвищенні температури; б) при зниженні тиску; в) при збільшенні концентрації водню?

Рішення.

1. Хімічне рівновагу у системі встановлюється за сталості зовнішніх параметрів ( та інших.). Якщо ці параметри змінюються, система виходить зі стану рівноваги і починає переважати пряма (вправо) або зворотна реакції (вліво). Вплив різних чинників на усунення рівноваги відбито у принципі Ле Шательє.

2. Розглянемо впливом геть вищевказані реакції всіх трьох чинників, які впливають хімічне рівновагу.

а) У разі підвищення температури рівновагу зміщується убік эндотермической реакції, тобто. реакції, що з поглинанням тепла . 1-а і 3-я реакції – екзотермічні //, отже, при підвищенні температури рівновага зміститься у бік зворотної реакції, а у 2-ій реакції // – у бік прямої реакції.

б) При зниженні тиску рівновага зміщується у бік зростання числа молей газів, тобто. у бік більшого тиску. У 1-ій та 3-ій реакціях у лівій та правій частинах рівняння буде однакова кількість молей газів (2-2 та 1-1 відповідно). Тому зміна тиску не викличеусунення рівноваги в системі. У другій реакції в лівій частині 4 моля газів, у правій - 2 моля, тому при зниженні тиску рівновага зміститься у бік зворотної реакції.

в) При збільшенні концентрації компонентів реакції рівновага зміщується у бік їхньої витрати.У першій реакції водень перебуває у продуктах, і збільшення його концентрації посилить зворотну реакцію, під час якої він витрачається. У другій і третій реакціях водень входить до вихідних речовин, тому збільшення його концентрації зміщує рівновагу у бік реакції, що йде з витратою водню.

Відповідь.

а) При підвищенні температури в реакціях 1 і 3 рівновагу буде зміщено вліво, а реакції 2 – вправо.

б) На реакції 1 і 3 зниження тиску не вплине, а реакції 2 – рівновагу буде зміщено вліво.

в) Підвищення температури у реакціях 2 і 3 спричинить усунення рівноваги вправо, а реакції 1 – вліво.

1.2. Ситуаційні завдання №№ з 7 до 21для закріплення матеріалу (виконати у протокольному зошиті).

Завдання №8.Як зміниться швидкість окислення глюкози в організмі при зниженні температури з до, якщо температурний коефіцієнт швидкості реакції дорівнює 4?

Завдання № 9.Використовуючи наближене правило Вант-Гоффа, обчислити, скільки потрібно підвищити температуру, щоб швидкість реакції зросла в 80 раз? Температурний коефіцієнт швидкості прийняти 3.

Завдання №10.Для практичної зупинки реакції застосовують швидке охолодження реакційної суміші (заморожування реакції). Визначте, скільки разів зміниться швидкість реакції при охолодженні реакційної суміші з 40 до , якщо температурний коефіцієнт реакції дорівнює 2,7.

Завдання №11.Ізотоп, який застосовується для лікування деяких пухлин, має період напіврозпаду 8,1 діб. Через який час вміст радіоактивного йоду в організмі пацієнта зменшиться у 5 разів?

Завдання №12.Гідроліз деякого синтетичного гормону (фармпрепарату) є реакцією першого порядку із константою швидкості 0,25(). Як зміниться концентрація цього гормону через 2 місяці?

Завдання №13.Період напіврозпаду радіоактивного дорівнює 5600 років. У живому організмі за рахунок обміну речовин підтримується постійна кількість. В останках мамонта вміст становив від вихідного. Визначте, коли мешкав мамонт?

Завдання №14.Період напіврозпаду інсектициду (отрути хімікату, що застосовується для боротьби з комахами) становить 6 місяців. Деяка кількість його потрапила у водойму, де встановилася концентрація моль/л. За який час концентрація інсектициду знизиться рівня моль/л?

Завдання №15.Жири та вуглеводи окислюються з помітною швидкістю за нормальної температури 450 - 500°, а живих організмах - за нормальної температури 36 - 40°. У чому причина різкого зменшення температури, необхідної для окислення?

Завдання №16.Пероксид водню розкладається у водних розчинах на кисень та воду. Реакцію прискорюють неорганічний каталізатор (іон ), так і біоорганічний (фермент каталаза). Енергія активації реакції відсутність каталізатора 75,4 кДж/моль. Іон знижує її до 42 кДж/моль, а фермент каталаза – до 2 кДж/моль. Розрахуйте співвідношення швидкостей реакції без каталізатора у випадках присутності і каталази. Який висновок можна зробити про активність ферменту? Реакція протікає за температури 27 °С.

Завдання № 17Константа швидкості розпаду пеніциліну при рації Дж/моль.

1.3. Контрольні питання

1. Поясніть, що означає терміни: швидкість реакції, константа швидкості?

2. Як виражається середня та дійсна швидкість хімічних реакцій?

3. Чому про швидкість хімічних реакцій є сенс говорити тільки для цього моменту часу?

4. Сформулюйте визначення оборотної та незворотної реакції.

5. Дайте визначення закону чинних мас. У рівностях, що виражають цей закон, чи відображена залежність швидкості реакції від природи речовин, що реагують?

6. Як залежить швидкість реакції від температури? Що називається енергією активації? Що таке активні молекули?

7. Від яких факторів залежить швидкість гомогенної та гетерогенної реакції? Наведіть приклади.

8. Що таке порядок та молекулярність хімічних реакцій? У яких випадках вони не збігаються?

9. Які речовини називають каталізаторами? Який механізм прискорюючої дії каталізатора?

10. У чому поняття «отруєння каталізатора»? Які речовини називають інгібіторами?

11. Що називається хімічною рівновагою? Чому воно називається динамічним? Які концентрації реагуючих речовин називають рівноважними?

12. Що називають константою хімічної рівноваги? Чи залежить вона від природи реагуючих речовин, їхньої концентрації, температури, тиску? Які особливості математичного запису для константи рівноваги у гетерогенних системах?

13. Що таке фармакокінетика антибіотиків?

14. Процеси, що відбуваються з лікарським препаратом в організмі, кількісно характеризуються рядом фармакокінетичних праметрів. Наведіть основні їх.