Kémiai reakciók Flashcards
Milyen változás történik az anyagban a kémiai reakció során?
A kémiai reakció során a kiindulási anyagok kötései felbomlanak, és a részecskék átrendeződése után új kötések alakulnak ki.
A kémiai reakciót minden esetben megelőzik vagy kísérik fizikai változások.
Kémiai reakciók feltételei:
-a reagáló anyagok részecskéinek ütközése
-a megfelelő energiájú ütközés
-megfelelő irányú ütközés (az ütköző részecskéknek megfelelő térbeli helyzetben kell lenniük.
Aktivált komplexum
Az ütközéskor létrejövő, csak rövid ideig létező, magasabb energiaállapotban lévő részecske.
Aktiválási energia
Az az energiatöbblet, amely 1 mol aktivált komplexum keletkezéséhez szükséges, az az energiatöbblet, amely a kötések átrendezéséhez, és a megfelelő irányú ütközéshez szükséges.
Jele: Ea. Mértékegysége: kJ/mol
Mivel foglalkozik a termokémia?
A kémiai reakciók energiaváltozásainak mennyiségi leírásával foglalkozik.
Mivel jellemezhető egy vegyület energiaszintje?
Egy vegyület energiaszintje képződéshőjével jellemezhető.
Képződéshő
Annak a reakciónak a reakcióhője, amelyben egy vegyület 1 molja, standard körülmények között, annak stabilis elemeiből képződik.
Az elemek képződéshője: 0
Mivel jellemezhetünk egy reakciót kísérő energiaváltozást?
Egy adott reakciót kísérő energiaváltozást reakcióhővel jellemezhetjük.
Reakcióhő
Megadja, hogy mekkora hőváltozás kíséri a reakcióegyenlet által feltüntetett minőségű és mennyiségű anyagok átalakulását.
Ha negatív az előjel, akkor exoterm a reakció.
Hogyan kapjuk meg a reakcióhőt a képződéshő adatokból kiindulva?
A reakcióhőt megkapjuk, ha a termékek képződéshőjének összegéből kivonjuk a reagensek képződéshőinek összegét.
Hess tétele:
Kimondja, hogy egy kémiai reakció során az entalpiaváltozás és a reakcióhő független a részfolyamatok milyenségétől és sorrendjétől, csak a kiindulási és a végállapottól függ.
Hogyan számítható ki a reakcióhő a kötési energiákból?
A reakcióhő kiszámítható, ha úgy képzeljük el, hogy a kiindulási anyagok összes kötése felszakad, majd a termékekben kialakulnak az új kötések.
Tehát a reagensek együtthatóval szorzott kötési energiáinak összegéből kivonjuk a termékek együtthatókkal szorzott kötési energiáinak összegét.
Mit jellemzünk a reakciósebességgel?
A kémiai reakciók időbeli lefolyását.
Reakciósebesség
Megadja, hogy időegység alatt, egységnyi térfogatban mekkora anyagmennyiség alakul át.
Mitől függ a reakciósebesség?
-A reagáló anyagok minőségétől
-A reagáló anyagok koncentrációjától
-A hőmérséklettől
-A katalizátortól
Hogyan befolyásolja a reakciósebességet a hőmérséklet?
Magasabb hőmérsékleten nagyobb a részecskék mozgási energiája, nagyobb energiával ütköznek és ezzel arányban több az eredményes ütközések száma.
Hogyan befolyásolják a reakciósebességet a katalizátorok?
A katalizátorok valamely kiindulási anyaggal egy átmeneti terméket képeznek, és továbbalakulnak a reakciótermékké. Ha az átmeneti termék reakciója kisebb aktiválási energiát igényel, akkor a reakció gyorsabban zajlik le katalizátorral. A katalizátorok a reakció végén változatlanul maradnak vissza.
Hogyan függ a reakciósebesség a reagáló anyagok koncentrációjától?
Nagyobb koncentráció, gyorsabb reakció.
A reakciósebesség arányos a kiindulási anyagok pillanatnyi koncentrációjával.
Elvben minden reakció megfordítható, de gyakorlatban egyirányúnak tekintjük…(4)
A csapadékképződéssel járó, gázfejlődéssel járó, nyitott térben lejátszódó reakciókat, valamint az erős savak és bázisok közt lejátszódó közömbösítési reakciókat is.
Dinamikus egyensúly(megfordítható reakciók)
A rendszer azon állapota, amikor a két ellentétes irányú folyamat, tehát reagensek egyesülése és a termékek bomlása időegység alatt egységnyi térfogatban egyenlő idő alatt játszódik le, így a rendszerben lévő anyagok koncentrációja nem változik.
Például a hidrogén és a jód egyesülése.
Tömeghatás törvénye
Kimondja, hogy az egyensúlyi állapotban a reakciótermékek megfelelő hatványon vett egyensúlyi koncentrációinak szorzata osztva a reagensek megfelelő hatványon vett egyensúlyi koncentrációinak a szorzatával egy adott hőmérsékleten állandó érték.
Hogyan befolyásolható az egyensúlyi állapot az anyagok koncentrációinak változtatásával?
Ha valamelyik kiindulási anyag koncentrációját növelem, akkor a rendszer úgy tér ki a kényszer alól, hogy nő az átalakulás sebessége. Ennek hatására a visszaalakulás sebessége is nő egészen addig, míg kialakul az új egyensúlyi állapot.
Ha valamelyik termék koncentrációját csökkentem, akkor a visszaalakulás sebessége nő, hogy a rendszer kitérjen a kényszer alól.
Mik befolyásolják az egyensúlyi rendszert?
Az anyagok koncentrációja, a hőmérséklet, és bizonyos esetekben a nyomás. A katalizátorok nem befolyásolják az egyensúlyt.
Hogyan befolyásolható az egyensúlyi állapot hőmérsékletváltoztatással?
Ha a reakció exoterm, vagyis hőtermeléssel jár és a rendszert hűtjük, akkor úgy próbál majd kitérni a lehűlés kényszere alól, hogy még több anyag alakul át, hogy visszaállítsa a hőmérsékletét.
Ha a reakció endoterm és a rendszert melegítjük, akkor további anyag átalakulásával próbál majd kitérni a melegítés kényszere alól.
Hogyan változtatható az egyensúlyi állapot nyomás változtatással?
A molekulaszámváltozással járó, gázok között zárt térben lejátszódó reakcióknál a nyomás növelése abba az irányba tolja el az egyensúlyt, ahol kevesebb molekula van.
Kiknek köszönhető az ammóniaszintézis ipari méretű megvalósítása?
Fritz Haber és Carl Bosch Nobel-díjas kémikusok valósították meg.
A levegőből nyert nitrogént és a földgázból előállított hidrogént 450-500 C fokos hőmérsékleten és 20MPa nyomáson fémvas és vas-oxid katalizátoron vezetik át. Az így kapott gázelegy kb 20 tömegszázalék ammóniát tartalmaz, ezt cseppfolyósítással elválasztják és a kialakult gázelegyet ismét visszavezetik a reakciótérbe.
Kémiai reakciók csoportosítása:
-energiaváltozás szerint
-fázisok száma szerint
-reakciósebesség szerint
-Energiaváltozás szerint:
~exoterm
~endoterm
-Fázisok száma szerint:
~homogén
~heterogén
-Reakciósebesség szerint
~pillanatszerű
~mérhető idő alatt lejátszódó
~végtelenül lassú folyamatok
A kémiai reakciók csoportosítása:
-a résztvevő anyagok száma szerint:
-részecskeátmenet szerint
-Résztvevő anyagok száma szerint:
~egyesülés (szerves kémiában addíció és polimerizáció)
~bomlás, disszociáció ha a folyamat megfordítható és (szerves kémiában elimináció)
-Részecskeátmenet szerint:
~protonátmenettel járó reakciók
~elektronátmenettel járó reakciók
