Példák a kémiai reakciók előfordulásának feltételeire. A kémiai reakció spontán bekövetkezésének feltételei. A kémiai egyensúly feltételei

1. § Kémiai reakciók jelei

A kémiai reakciókban a kiindulási anyagok más, eltérő tulajdonságú anyagokká alakulnak. Ez alapján lehet megítélni külső jelek kémiai reakciók: gáznemű vagy oldhatatlan anyag keletkezése, energia felszabadulása vagy elnyelése, anyag színének megváltozása.

Alkohollámpa lángjában felmelegítünk egy darab rézdrótot. Látni fogjuk, hogy a vezetéknek az a része, amely a lángban volt, feketévé vált.

Öntsön 1-2 ml ecetsavoldatot a szódabikarbóna porhoz. Megfigyeljük a gázbuborékok megjelenését és a szóda eltűnését.

Öntsön 3-4 ml réz-klorid oldatot nátronlúghoz. Ebben az esetben a kék átlátszó oldat élénkkék csapadékká válik.

2 ml keményítőoldathoz adjunk 1-2 csepp jódoldatot. És az áttetsző fehér folyadék átlátszatlan, sötétkék lesz.

A legfontosabb jel kémiai reakcióúj anyagok képződése.

De ez a reakciók lefolyásának néhány külső jele alapján is megítélhető:

csapadék;

Színváltozás;

Gázkibocsátás;

A szag megjelenése;

Energia felszabadulása vagy elnyelése hő, elektromosság vagy fény formájában.

Például, ha megvilágított szilánkot hoznak a hidrogén és oxigén keverékéhez, vagy elektromos kisülést vezetnek át ezen a keveréken, fülsiketítő robbanás következik be, és új anyag, víz képződik az edény falán. A hidrogén- és oxigénatomokból vízmolekulák képződése reakcióba lép a hő felszabadulásával.

Éppen ellenkezőleg, a víz oxigénre és hidrogénre bomlásához elektromos energiára van szükség.

2. § Kémiai reakció bekövetkezésének feltételei

A kémiai reakció bekövetkezéséhez azonban bizonyos feltételek szükségesek.

Tekintsük az etil-alkohol égési reakcióját.

Akkor fordul elő, amikor az alkohol kölcsönhatásba lép a levegő oxigénjével; a reakció megindulásához alkohol és oxigénmolekulák érintkezése szükséges. De ha kinyitjuk a szellemlámpa fedelét, akkor a kezdeti anyagok - alkohol és oxigén érintkezésekor a reakció nem következik be. Vigyünk egy meggyújtott gyufát. A szellemlámpa kanócán lévő alkohol felmelegszik és kigyullad, megindul az égési reakció. A reakció létrejöttéhez itt a kezdeti melegítés szükséges.

Öntsön 3%-os hidrogén-peroxid oldatot egy kémcsőbe. Ha nyitva hagyjuk a kémcsövet, akkor a hidrogén-peroxid lassan vízzé és oxigénné bomlik. Ebben az esetben a reakciósebesség olyan alacsony lesz, hogy nem fogjuk látni a gázfejlődés jeleit. Adjunk hozzá egy kis fekete mangán (IV) oxid port. Gyors gázkibocsátást figyelünk meg. Ez az oxigén, amely a hidrogén-peroxid bomlása során keletkezett.

A reakció megindulásának szükséges feltétele olyan anyag hozzáadása volt, amely nem vesz részt a reakcióban, de felgyorsítja azt.

Ezt az anyagot katalizátornak nevezik.

Nyilvánvalóan a kémiai reakciók előfordulásához és lefolyásához bizonyos feltételek szükségesek, nevezetesen:

A kiindulási anyagok (reagensek) érintkezése,

felmelegítjük őket egy bizonyos hőmérsékletre,

Katalizátorok használata.

3. § A kémiai reakciók jellemzői

A kémiai reakciók jellemző vonása, hogy gyakran együtt jár az energia elnyelésével vagy felszabadulásával.

Dmitrij Ivanovics Mengyelejev rámutatott, hogy minden kémiai reakció legfontosabb jellemzője az energia változása a folyamat során.

A kémiai reakciók során a hő felszabadulása vagy elnyelése annak a ténynek köszönhető, hogy az energiát egyes anyagok tönkremenetelére fordítják (az atomok és molekulák közötti kötések megsemmisülése), és más anyagok képződése során szabadul fel kötések atomok és molekulák között).

Az energiaváltozások vagy a hő felszabadulásában vagy elnyelésében nyilvánulnak meg. A hőt felszabadító reakciókat exotermnek nevezzük.

A hőt elnyelő reakciókat endotermnek nevezzük.

A felszabaduló vagy elnyelt hő mennyiségét a reakcióhőnek nevezzük.

A termikus hatást általában ún latin betű Q és a megfelelő jel: +Q for exoterm reakciókés -Q az endoterm reakciókra.

A kémia azon területét, amely a kémiai reakciók termikus hatásait vizsgálja, termokémiának nevezik. A termokémiai jelenségek első tanulmányai Nikolai Nikolaevich Beketov tudóshoz tartoznak.

A termikus hatás értéke 1 mol anyagra vonatkozik, és kilojoule-ban (kJ) fejezik ki.

A legtöbbet a természetben, laboratóriumban és iparban végzik kémiai folyamatok exotermek. Ezek közé tartozik az égési, oxidációs reakciók, a fémek más elemekkel való vegyületei és mások.

Vannak azonban endoterm folyamatok is, például a víz elektromos áram hatására bomlása.

A kémiai reakciók termikus hatásai 4-500 kJ/mol között változnak. A hőhatás az égési reakciókban a legjelentősebb.

Próbáljuk meg elmagyarázni, mi a lényege az anyagok folyamatban lévő átalakulásának, és mi történik a reagáló anyagok atomjaival. Az atomi-molekuláris doktrína szerint minden anyag atomokból áll, amelyek egymáshoz kapcsolódnak molekulákká vagy más részecskékké. A reakció során a kiindulási anyagok (reagensek) tönkremenetele és új anyagok (reakciótermékek) keletkeznek. Így minden reakció az eredeti anyagokat alkotó atomokból új anyagok képződésére redukálódik.

Ezért a kémiai reakció lényege az atomok átrendeződése, melynek eredményeként a molekulákból (vagy más részecskékből) új molekulák (vagy más anyagformák) keletkeznek.

A felhasznált irodalom listája:

1. NEM. Kuznyecova. Kémia. 8. osztály. Tutorial for oktatási intézmények. – M. Ventana-Graf, 2012.

I. A kémiai reakciók előfordulásának jelei és feltételei

Sok anyagot ismersz már, megfigyelted azok átalakulását és az ezzel járó átalakulásokat. jelek.

a legtöbben fő jellemzője A kémiai reakció új anyagok képződése. De ezt a reakciók lefolyásának néhány külső jele alapján is meg lehet ítélni.

A kémiai reakciók külső jelei:

• csapadék
• színváltozás
• kigázolás
• szag megjelenése
• energia elnyelése és felszabadulása (hő, elektromosság, fény)

Ez nyilvánvaló A kémiai reakciók előfordulásához és lefolyásához bizonyos feltételek szükségesek:

• kezdeti anyagok (reagensek) érintkezése
• egy bizonyos hőmérsékletre melegítjük
• kémiai reakciót felgyorsító anyagok (katalizátorok) használata

II. Kémiai reakció termikus hatása

DI. Mengyelejev rámutatott: minden kémiai reakció legfontosabb jellemzője az energia változása a bekövetkezésük során.

Minden anyag bizonyos mennyiségű energiát tárol. Az anyagoknak ezzel a tulajdonságával már reggelinél, ebédnél vagy vacsoránál találkozunk, hiszen az élelmiszerek lehetővé teszik szervezetünk számára, hogy sokféle energiát hasznosítson. kémiai vegyületekélelmiszerben található. A szervezetben ez az energia mozgássá, munkává alakul, és állandó (és meglehetősen magas!) testhőmérséklet fenntartására szolgál.

A kémiai reakciók során a hő felszabadulása vagy elnyelése annak a ténynek köszönhető, hogy az energiát egyes anyagok tönkremenetelére fordítják (az atomok és molekulák közötti kötések megsemmisülése), és más anyagok képződése során szabadul fel kötések atomok és molekulák között).

Az energiaváltozások vagy a hő felszabadulásában vagy elnyelésében nyilvánulnak meg.

A hőt felszabadító reakciókat ún hőtermelő (a görög "exo" szóból - ki).

Az energia elnyelésével lejátszódó reakciókat únendoterm (a latin "endo" szóból - belül).

Leggyakrabban az energia hő formájában szabadul fel vagy nyelődik el (ritkábban fény vagy mechanikus energia). Ez a hő mérhető. A mérés eredményét kilojoule-ban (kJ) adjuk meg egy MOL reaktánsra vagy (ritkábban) a reakciótermék móljára vonatkoztatva. A kémiai reakció során felszabaduló vagy elnyelt hőmennyiséget ún a reakció termikus hatása(Q).

Exoterm reakció:

Kiindulási anyagok → reakciótermékek + Q kJ

Endoterm reakció:

Kiindulási anyagok → reakciótermékek - Q kJ

A kémiai reakciók termikus hatásaira számos műszaki számításhoz szükség van. Képzelje el magát egy pillanatra egy olyan erős rakéta tervezőjeként, amely képes űrhajókat és más rakományokat pályára állítani.

Tegyük fel, hogy ismeri azt a munkát (kJ-ban), amelyet el kell költeni, hogy egy rakétát a Föld felszínéről a pályára szállítsanak, és ismeri a repülés közbeni légellenállás és egyéb energiaköltségek leküzdését is. Hogyan lehet kiszámítani a szükséges hidrogén- és oxigénellátást, amelyeket (folyékony állapotban) ebben a rakétában üzemanyagként és oxidálószerként használnak?

A víz hidrogénből és oxigénből történő képződésének reakciójának termikus hatásának segítsége nélkül ez nehezen kivitelezhető. Végül is a hőhatás az az energia, amely a rakétát pályára állítja. A rakéta égésterében ez a hő forró gázmolekulák (gőz) mozgási energiájává alakul, amely a fúvókákból kiszabadul és sugártolóerőt hoz létre.

A vegyiparban hőhatások szükségesek a hőmennyiség kiszámításához azon reaktorok fűtéséhez, amelyekben endoterm reakciók játszódnak le. Az energiaszektorban a tüzelőanyag égéshőjének felhasználásával számítják ki a hőenergia-termelést.

A dietetikusok az élelmiszerek szervezetben történő oxidációjának hőhatásait felhasználva nem csak a betegek, hanem az egészséges emberek – sportolók, különböző szakmák dolgozói – számára is megfelelő étrendet állítanak össze. Hagyományosan a számításokhoz itt nem joule-t használnak, hanem más energiaegységeket - kalóriát (1 cal = 4,1868 J). Az élelmiszerek energiatartalma az élelmiszerek valamilyen tömegére vonatkozik: 1 g-ra, 100 g-ra, vagy akár a termék szabványos csomagolására. Például egy üveg sűrített tej címkéjén a következő felirat olvasható: "kalóriatartalom 320 kcal / 100 g."

A kémia termikus hatások és kémiai reakciók vizsgálatával foglalkozó ágát ún termokémia.

A kémiai reakciók egyenleteit, amelyekben a hőhatást jelezzük, nevezzük termokémiai.

Szakaszok: Kémia

Az óra típusa: új ismeretek elsajátítása.

Az óra típusa: beszélgetés kísérletek bemutatójával.

Célok:

Nevelési- megismételni a kémiai jelenségek és a fizikai jelenségek közötti különbségeket. Ismereteket formálni a kémiai reakciók előjeleiről és körülményeiről.

Nevelési- a kémia ismereteire alapozott készségek fejlesztése, egyszerű problémák felvetése, hipotézisek megfogalmazása., általánosítás.

Oktatási - a tanulók tudományos szemléletének formálásának folytatása, kommunikációs kultúra ápolása páros „diák-diák”, „diák-tanár” munkával, valamint megfigyelés, figyelem, kíváncsiság, kezdeményezőkészség.

Módszerek és módszertani technikák: Beszélgetés, kísérletek bemutatása; táblázat kitöltése, kémiai diktálás, önálló munka kártyákkal.

Berendezések és reagensek. Laboratóriumi állvány kémcsövekkel, vaskanállal égető anyagokhoz, kémcső gázkivezető csővel, alkohollámpa, gyufa, vas-klorid FeCL 3 oldatok, kálium-tiocianát KNCS, réz-szulfát (réz-szulfát) CuSO 4, nátrium-hidroxid NaOH, nátrium-karbonát Na 2 CO 3, sósav HCL, S por.

Az órák alatt

Tanár. Tanulmányozzuk az „Az anyagokkal fellépő változások” című fejezetet, és tudjuk, hogy a változások lehetnek fizikai és kémiai jellegűek. Mi a különbség a kémiai jelenség és a fizikai jelenség között?

Diák. Kémiai jelenség hatására az anyag összetétele megváltozik, fizikai jelenség hatására pedig az anyag összetétele változatlan marad, és csak az aggregációs állapota vagy a testek alakja és mérete változik.

Tanár. Ugyanabban a kísérletben egyszerre lehet megfigyelni kémiai és fizikai jelenségeket. Ha kalapáccsal lelapítunk egy rézhuzalt, rézlemezt kapunk. A huzal alakja megváltozik, de összetétele változatlan marad. Ez fizikai jelenség. Ha egy rézlemezt magas hőfokon hevítenek, a fémes csillogás eltűnik. A rézlemez felületét egy késsel lekaparható fekete bevonat borítja. Ez azt jelenti, hogy a réz kölcsönhatásba lép a levegővel, és új anyaggá alakul. Ez egy kémiai jelenség. Kémiai reakció megy végbe a fém és a levegő oxigénje között.

Kémiai diktálás

1.opció

Gyakorlat. Jelölje meg, milyen jelenségek (fizikai vagy kémiai) kérdéses. Magyarázza meg válaszát.

1. Benzin égése autómotorban.

2. Por készítése egy darab krétából.

3. Növényi maradványok bomlása.

4. A tej savanyítása.

5. Csapadék

2. lehetőség

1. Szén égetése.

2. Olvadó hó.

3. Rozsdaképződés.

4. Dérképződés a fákon.

5. Volfrám izzószál izzása egy villanykörtében.

Értékelési szempontok

Maximum 10 pontot szerezhet (1 pont a helyesen jelzett jelenségért és 1 pont a válasz indoklásáért).

Tanár. Tehát tudod, hogy minden jelenség fizikai és kémiai jelenségekre oszlik. A fizikai jelenségekkel ellentétben a kémiai jelenségekben vagy kémiai reakciókban az egyik anyag a másikká alakul át. Ezeket az átalakulásokat külső jelek kísérik. Annak érdekében, hogy megismertessem Önt a kémiai reakciókkal, demonstrációs kísérletsorozatot fogok végrehajtani. Meg kell határoznia azokat a jeleket, amelyek alapján megállapíthatja, hogy kémiai reakció történt. Ügyeljen arra, hogy milyen feltételek szükségesek ezeknek a kémiai reakcióknak a bekövetkezéséhez.

1. bemutató élmény

Tanár. Az első kísérletben meg kell találnia, mi történik a vas-kloriddal (111), ha KNCS kálium-tiocianát oldatot adnak hozzá.

FeCL 3 + KNCS = Fe(NCS) 3 + 3 KCL

Diák. A reakciót színváltozás kíséri

2. bemutató élmény

Tanár.Öntsünk 2 ml réz-szulfátot egy kémcsőbe, adjunk hozzá egy kevés nátrium-hidroxid-oldatot.

CuSO 4 + 2 NaOH \u003d Cu (OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

Diák. Kék csapadék Cu (OH) 2↓

3. bemutató élmény

Tanár. A kapott Cu (OH) 2↓ oldathoz adjunk hozzá HCL savas oldatot

Cu (OH) 2↓ + 2 HCL \u003d CuCL 2 +2 HOH

Diák. A csapadék feloldódik.

Demo Experience #4

Tanár.Öntse a nátrium-karbonát oldatot egy kémcsőbe sósavból HCL.

Na 2 CO 3 + 2 HCL \u003d 2 NaCL + H 2 O + CO 2

Diák. Gáz szabadul fel.

5. bemutató élmény

Tanár. Egy vaskanálban gyújtsunk meg egy kis ként. Kén-dioxid képződik - kén-oxid (4) - SO 2.

S + O 2 \u003d SO 2

Diák. A kén kékes lánggal meggyullad, bőséges fanyar füstöt bocsát ki, hő és fény szabadul fel.

Bemutató élmény 6. sz

Tanár. A kálium-permangát bomlási reakciója az oxigén megszerzésének és felismerésének reakciója.

Diák. Gáz szabadul fel.

Tanár. Ez a reakció folyamatos melegítéssel megy végbe, amint leállítjuk, a reakció is leáll (a készülék gázkivezető csövének hegyét, ahol oxigént fogadtunk, vízzel kémcsőbe engedjük le - melegítés közben oxigén szabadul fel , és a cső hegyéből kilépő buborékokon is látszik, ha leállítjuk a fűtést - az oxigénbuborékok kibocsátása is leáll).

Bemutató élmény 7. sz

Tanár. Egy NH 4 CL ammónium-kloridos kémcsőbe melegítés közben adjunk hozzá kevés NaOH-t. Kérd meg az egyik tanulót, hogy jöjjön fel, és szagolja meg a felszabaduló ammóniát. Figyelmeztesse a tanulót az erős szagra!

NH 4 CL + NaOH \u003d NH 3 + HOH + NaCL

Diák. Szúrós szagú gáz szabadul fel.

A tanulók füzetbe írják le a kémiai reakciók jeleit.

Kémiai reakciók jelei

Hő- vagy fénykibocsátás (abszorpció).

Színváltozás

Gázfejlődés

A csapadék izolálása (feloldása).

Szagváltozás

A tanulók kémiai reakciókkal kapcsolatos ismereteit felhasználva az elvégzett demonstrációs kísérletek alapján táblázatot állítunk össze a kémiai reakciók előfordulásának és lezajlásának feltételeiről.

Tanár. Tanulmányozta a kémiai reakciók jeleit és előfordulásuk körülményeit. Egyéni munka kártyákkal.

Mely jelek jellemzőek a kémiai reakciókra?

A) Csapadék

B) Az aggregáció állapotának változása

B) Gázfejlődés

D) Anyagok őrlése

Utolsó rész

A tanár az eredmények elemzésével összegzi a leckét. Osztályzatokat ad.

Házi feladat

Mondjon példákat azokra a kémiai jelenségekre, amelyek előfordulnak munkaügyi tevékenység a szüleid, a háztartásban, a természetben.

O.S. Gabrielyan „Kémia – 8. osztály” tankönyvének 26. §-a szerint gyakorlat. 3,6 96. o

1. Jelölje meg, hogy az ábrákon látható jelenségek fizikai vagy kémiai eredetűek!

2. Állítsa be a mérkőzést.

Példák kémiai reakciókra:
I. márvány kölcsönhatása sósavval;
II. a vas és a kén kölcsönhatása;
III. a hidrogén-peroxid bomlása;
IV. kölcsönhatás szén-dioxid meszes vízzel.

A kémiai reakciók előfordulásának feltételei:
a) anyagok érintkezése;
b) fűtés;
c) katalizátor alkalmazása.

Válasz: I - a; II - a, b; III - be; IV - a.

3. Töltse ki a 2. táblázatot.

4. "Keresztrejtvény - fordítva." A keresztrejtvényben szereplő összes szó be van írva. Adjon meg minden szót a lehető legpontosabban!

"Kulcsszó" - az első kémiai reakció, amellyel az ember találkozott.

1. Egy a négyből aggregált állapotok anyagokat.
2. Oktatás szilárd kémiai reakció során oldatban.
3. Két vagy több test, tárgy, anyag helyzete.
4. Hordozható vagy mobil eszköz tüzek oltására.
5. A folyamatot a hőmérséklet emelkedése jellemzi.
6. Vegyi anyag, amely felgyorsítja a reakciót, de nem része a reakciótermékeknek.
7. A tárgyak egymásra gyakorolt ​​hatása.

Életünk során folyamatosan szembesülünk fizikai és kémiai jelenségekkel. A természeti fizikai jelenségek annyira ismerősek számunkra, hogy már régóta nem tulajdonítunk nekik különösebb jelentőséget. A szervezetünkben folyamatosan kémiai reakciók mennek végbe. A kémiai reakciók során felszabaduló energia folyamatosan hasznosul a mindennapi életben, a munkában, az induláskor űrhajók. Sok olyan anyag, amelyből a körülöttünk lévő dolgok készülnek, nem kész formában kerülnek a természetbe, hanem kémiai reakciókkal készülnek. A mindennapi életben nem sok értelme van megértenünk a történteket. Ám a fizika és a kémia megfelelő szintű tanulása során ez a tudás nélkülözhetetlen. Hogyan lehet megkülönböztetni a fizikai jelenségeket a kémiai jelenségektől? Vannak-e olyan jelek, amelyek segíthetnek ebben?

A kémiai reakciókban egyes anyagokból új anyagok keletkeznek, amelyek eltérnek az eredetiektől. Az első jeleinek eltűnésével és a második jeleinek megjelenésével, valamint az energia felszabadulásával vagy elnyelésével arra a következtetésre jutunk, hogy kémiai reakció történt.

Ha egy rézlemezt kalcinálnak, a felületén fekete bevonat jelenik meg; szén-dioxidot mészvízen átfújva fehér csapadék képződik; a fa égésekor vízcseppek jelennek meg az edény hideg falán, a magnézium elégetésekor fehér por keletkezik.

Kiderül, hogy a kémiai reakciók jelei a szín, a szag változása, a csapadék képződése, a gáz megjelenése.

A kémiai reakciók mérlegelésekor nem csak arra kell figyelni, hogyan zajlanak le, hanem arra is, hogy milyen feltételeknek kell teljesülniük a reakció megindulásához és lezajlásához.

Tehát milyen feltételeknek kell teljesülniük a kémiai reakció megkezdéséhez?

Ehhez mindenekelőtt érintkezésbe kell hozni a reagáló anyagokat (egyesíteni, keverni). Minél zúzottabbak az anyagok, annál nagyobb az érintkezési felületük, annál gyorsabban és aktívabban megy végbe a reakció közöttük. Például a rögcukor nehezen gyullad meg, de összetörve és a levegőbe szórva a másodperc töredékei alatt kiég, egyfajta robbanást hozva létre.

Az oldás segítségével apró részecskékre bonthatjuk az anyagot. Néha a kiindulási anyagok előzetes feloldása elősegíti az anyagok közötti kémiai reakciót.

Egyes esetekben az anyagok, például a vas nedves levegővel való érintkezése elegendő a reakció kialakulásához. Ehhez azonban gyakran nem elegendő az anyagok egyetlen érintkezése: más feltételeknek is teljesülniük kell.

Tehát a réz nem lép reakcióba a légköri oxigénnel alacsony, körülbelül 20–25 °C hőmérsékleten. A réz és az oxigén kombinációjának reakciójának előidézéséhez fűtést kell alkalmazni.

A melegítés különböző módon befolyásolja a kémiai reakciók előfordulását. Egyes reakciók folyamatos melegítést igényelnek. A fűtés leáll - a kémiai reakció leáll. Például állandó melegítés szükséges a cukor lebontásához.

Más esetekben a melegítés csak a reakció lezajlásához szükséges, ez lendületet ad, majd a reakció melegítés nélkül megy végbe. Ilyen felmelegedést figyelünk meg például magnézium, fa és más éghető anyagok elégetésekor.

oldalon, az anyag teljes vagy részleges másolásakor a forrásra mutató hivatkozás szükséges.