Reaktsiooni kiiruse suurenemist temperatuuri tõusuga iseloomustab tavaliselt reaktsioonikiiruse temperatuurikoefitsient, arv, mis näitab, mitu korda suureneb antud reaktsiooni kiirus, kui süsteemi temperatuur tõuseb 10°C võrra. Temperatuuri koefitsient mitmesugused reaktsioonid erinev. Kell normaalsed temperatuurid selle väärtus enamiku reaktsioonide puhul jääb vahemikku 2...4.
Temperatuurikoefitsient määratakse vastavalt nn van't Hoffi reeglile, mida väljendatakse matemaatiliselt võrrandiga
v 2 /v 1 = g ( T 2 – T 1)/10 ,
Kus v 1 ja v 2 – reaktsioonikiirused temperatuuridel T 1 ja T 2 ; g on reaktsiooni temperatuurikoefitsient.
Näiteks kui g = 2, siis millal T 2 - T 1 = 50 °C v 2 /v 1 = 2 5 = 32, st. reaktsioon kiirenes 32 korda ja see kiirendus ei sõltu mingil moel absoluutväärtustest T 1 ja T 2, kuid ainult nende erinevuse tõttu.
Aktiveerimisenergia, elementaarakti sisenevate osakeste (molekulid, radikaalid, ioonid jne) keskmise energia väärtuste erinevus keemiline reaktsioon ja kõigi reageerivas süsteemis olevate osakeste keskmine energia. Erinevate keemiliste reaktsioonide jaoks E. a. on väga erinev - mitmest kuni ~ 10-ni j./mol. Sama keemilise reaktsiooni korral on E. a. sõltub molekulide jaotusfunktsioonide tüübist vastavalt nende translatsioonilise liikumise energiatele ja sisemistele vabadusastmetele (elektrooniline, vibratsioon, pöörlemine). Statistilise väärtusena E. a. tuleks eristada lävienergiast ehk energiabarjäärist, mis on minimaalne energia, mis ühel põrkuval osakestepaaril peab olema antud elementaarreaktsiooni toimumiseks.
Arrheniuse võrrand, kiiruskonstandi sõltuvus temperatuurist To elementaarne keemia reaktsioonid:
kus A on eksponentsiaalne tegur (mõõde langeb kokku mõõtmega k), E a- aktiveerimisenergia, tavaliselt positiivne. väärtused, T-abs. temperatuur, k-Boltzmanni konstant. On kombeks anda E a mitte molekuli kohta. ja osakeste arvu järgi N A= 6,02*10 23 (Avogadro konstant) ja väljendatakse kJ/mol; nendel juhtudel Arrheniuse võrrandis väärtus k asendatakse gaasikonstandiga R. Graafik 1nk versus 1 /kT(Arrheniuse graafik) – sirgjoon, mille negatiivse kalde määrab aktiveerimisenergia E a ja iseloomustab positiivselt. temperatuuri sõltuvus To.
Katalüsaator - Keemiline aine, mis kiirendab reaktsiooni, kuid ei kuulu reaktsiooniproduktide hulka. Katalüsaatori kogus erinevalt teistest reagentidest pärast reaktsiooni ei muutu. Oluline on mõista, et reaktsioonis osaleb katalüsaator. Tagates reaktsiooni kiirema raja, reageerib katalüsaator lähteainega, saadud vaheühend läbib muundumisi ja jagatakse lõpuks produktiks ja katalüsaatoriks. Seejärel reageerib katalüsaator uuesti lähtematerjaliga ja see katalüütiline tsükkel toimub mitu korda (kuni miljon korda) [ allikas?] korratakse.
Katalüsaatorid jagunevad homogeenne Ja heterogeenne. Homogeenne katalüsaator on reageerivate ainetega samas faasis, heterogeenne katalüsaator moodustab iseseisva faasi, mis on eraldatud liidesega faasist, milles asuvad reageerivad ained. Tüüpilised homogeensed katalüsaatorid on happed ja alused. Heterogeensete katalüsaatoritena kasutatakse metalle, nende oksiide ja sulfiide.
Sama tüüpi reaktsioonid võivad toimuda nii homogeensete kui ka heterogeensete katalüsaatoritega. Seega kasutatakse koos happelahustega tahket Al 2 O 3, TiO 2, ThO 2, aluminosilikaate ja happeliste omadustega tseoliite. Aluseliste omadustega heterogeensed katalüsaatorid: CaO, BaO, MgO.
Heterogeensetel katalüsaatoritel on reeglina kõrgelt arenenud pind, mille jaoks need jaotatakse inertsele kandjale (silikageel, alumiiniumoksiid, Aktiveeritud süsinik ja jne).
Iga reaktsioonitüübi puhul on efektiivsed ainult teatud katalüsaatorid. Lisaks juba mainitutele happe-aluse, seal on katalüsaatorid oksüdatsioon-redutseerimine; neid iseloomustab siirdemetalli või selle ühendi (Co +3, V 2 O 5 + MoO 3) olemasolu. Sel juhul viiakse katalüüs läbi siirdemetalli oksüdatsiooniastme muutmise teel.
Dispergeerimissüsteem- need on kahest või enamast faasist (kehast) koosnevad moodustised, mis on täielikult või praktiliselt segunematud ega reageeri omavahel keemiliselt. Esimene ainetest ( hajutatud faas) teises ( dispersioonikeskkond). Kui faase on mitu, saab need üksteisest eraldada füüsiliselt(tsentrifuugige, eraldage jne).
Tavaliselt on hajutatud süsteemid kolloidsed lahused või soolid. Dispergeeritud süsteemid hõlmavad ka tahket dispergeeritud keskkonda, milles paikneb dispergeeritud faas.
Enamik üldine klassifikatsioon hajutatud süsteemid põhinevad erinevusel agregatsiooni olek dispersioonikeskkond ja dispergeeritud faas. Kolme tüüpi agregatsiooniseisundite kombinatsioonid võimaldavad eristada üheksat tüüpi hajutatud süsteeme. Lühiduse mõttes tähistatakse neid tavaliselt murdosaga, mille lugeja näitab hajutatud faasi ja nimetaja dispersioonikeskkonda, näiteks süsteemi "gaas vedelikus" puhul aktsepteeritakse tähistust G/L.
Kolloidsed lahused. Kolloidne olek on iseloomulik paljudele ainetele, kui nende osakeste suurus on 1–500 nm. On lihtne näidata, et nende osakeste kogupind on tohutu. Kui eeldame, et osakesed on 10 nm läbimõõduga kuuli kujuga, siis nende kogumahuga osakesed 1 cm 3 neil on
pindala on umbes 10 m2. Nagu varem öeldud, iseloomustab pinnakihti pinnaenergia ja võime adsorbeerida teatud osakesi, sealhulgas ioone.
lahusest. Iseloomulik tunnus kolloidosakesed on laengu olemasolu nende pinnal ioonide selektiivse adsorptsiooni tõttu. Kolloidosakesel on keeruline struktuur. See sisaldab südamikku, adsorbeeritud ioone, vastasioone ja lahustit. Seal on lüofiilsed (juhend.
korofiilsed) kolloidid, milles lahusti interakteerub osakeste tuumadega, polüfoobsed (hüdrofoobsed) kolloidid, milles lahusti ei interakteeru tuumadega
osakesed. Lahusti sisaldub hüdrofoobsete osakeste koostises ainult adsorbeeritud ioonide solvatatsioonikihina või stabilisaatorite (pindaktiivsete ainete) juuresolekul, millel on lüofoobsed ja lüofiilsed osad.
Siin on mõned näited kolloidosakestest:
Kuidas. on näha, et tuum koosneb elektriliselt neutraalsest osakeste agregaadist koos tuuma moodustavate elementide adsorbeeritud ioonidega (nendes näidetes Ag +, HS-, Fe 3+ ioonid). Lisaks tuumale on kolloidosakesel vastasioonid ja lahusti molekulid. Adsorbeeritud ioonid ja vastasioonid koos lahustiga moodustavad adsorbeeritud kihi. Osakese kogulaeng on võrdne adsorbeeritud ioonide ja vastasioonide laengute erinevusega. Osakeste ümber on hajutatud ioonide kihid, mille laeng on võrdne kolloidosakese omaga. Kolloidne osake ja hajuskihid moodustavad elektriliselt neutraalse mitselli
Mitsellid(deminutiiv latist. vilgukivi- osake, tera) - osakesed sisse kolloidsed süsteemid, koosnevad väga väikesest, antud keskkonnas lahustumatust tuumast, mida ümbritseb adsorbeeritud ioonide ja lahusti molekulide stabiliseeriv kest. Näiteks arseensulfiidi mitselli struktuur on järgmine:
((As 2 S 3) m nHS − (n-x)H + ) x- xH +
Keskmine suurus mitsellid 10–5 kuni 10–7 cm.
Koagulatsioon- kolloidse lahuse eraldamine kaheks faasiks - lahusti ja želatiinne mass või lahuse paksenemine lahustunud aine osakeste suurenemise tagajärjel
Peptiseerimine on kolloidse sette või geeli ülemineku protsess kolloidseks lahuseks vedeliku või sellele lisatud ainete toimel, mis on settes või geelis hästi adsorbeeritud, antud juhul nimetatakse peptisaatoriteks (näiteks rasvade peptiseerimine sapi mõju).
Peptiseerimine - geeliosakeste agregaatide (želee) või lahtiste setete eraldamine teatud ainete mõjul - peptisaatorid pärast koagulatsiooni kolloidsed lahused. Peptiseerimise tulemusena sete (või geel) suspendeerub.
LAHENDUSED,ühefaasilised süsteemid, mis koosnevad kahest või enamast komponendist. Vastavalt agregatsiooniolekule võivad lahused olla tahked, vedelad või gaasilised.
Lahustuvus, aine võime moodustada teise ainega (või ainetega) homogeenseid segusid komponentide hajutatult (vt Lahendused). Tavaliselt on lahusti aine, mis puhtal kujul eksisteerib saadud lahendusega samas koondolekus. Kui enne lahustumist olid mõlemad ained samas agregatsiooniseisundis, loetakse lahustiks ainet, mis sisaldub segus oluliselt suuremas koguses.
Lahustuvuse määrab lahusti ja lahustunud aine molekulide füüsikaline ja keemiline afiinsus, energiasuhe ning lahuse homogeensete ja erinevate komponentide vastastikmõju. Reeglina on sarnased füüsikalised ühendid üksteises hästi lahustuvad. ja keemia. aine omadused (empiiriline reegel "sarnane lahustub sarnases"). Eriti hästi lahustuvad polaarsetest molekulidest koosnevad ained ja ioonse sidemega ained. polaarsetes lahustites (vesi, etanool, vedel ammoniaak) ja mittepolaarsed ained lahustuvad hästi. mittepolaarsetes lahustites (benseen, süsinikdisulfiid).
Antud aine lahustuvus sõltub temperatuurist ja sellele vastab rõhk üldpõhimõte nihutavad tasakaalud (vt Le Chatelier-Browni põhimõtet). Küllastunud lahuse kontsentratsioon antud tingimustes määrab arvuliselt aine R. antud lahustis ja seda nimetatakse ka. lahustuvus. Üleküllastunud lahused sisaldavad suuremas koguses lahustunud ainet, kui vastab selle lahustuvusele, üleküllastunud lahuste olemasolu on tingitud kineetikast. raskused kristalliseerumisega (vt Uue faasi tekkimine). Halvasti lahustuvate ainete lahustuvuse iseloomustamiseks kasutatakse PA aktiivsuse produkti (oma omadustelt ideaalsele lähedastele lahustele - lahustuvusprodukt PR).
Keemilise reaktsiooni kiirus suureneb temperatuuri tõustes. Reaktsioonikiiruse suurenemist temperatuuriga saate hinnata Van't Hoffi reegli abil. Reegli kohaselt suurendab temperatuuri tõstmine 10 kraadi võrra reaktsioonikiiruse konstanti 2-4 korda:
See reegel ei kehti, kui kõrged temperatuurid, kui kiiruskonstant peaaegu ei muutu temperatuuriga.
Van't Hoffi reegel võimaldab kiiresti määrata ravimi säilivusaega. Temperatuuri tõstmine suurendab ravimi lagunemise kiirust. See vähendab aega, mis kulub ravimi kõlblikkusaja määramiseks.
Meetod seisneb selles, et ravimeid hoitakse kõrgendatud temperatuuril T teatud aja tT, leitakse lagunenud ravimi kogus m ja arvutatakse ümber standardseks säilitustemperatuuriks 298K. Arvestades ravimi lagunemisprotsessi kui esimest järku reaktsiooni, väljendatakse kiirus valitud temperatuuril T ja T = 298 K:
Arvestades, et lagunenud ravimi mass on standardsete ja tegelike säilitustingimuste korral sama, võib lagunemiskiirust väljendada järgmiselt:
Võttes T=298+10n, kus n = 1,2,3…,
Ravimi säilivusaja lõplik avaldis saadakse standardtingimustes 298K:
Aktiivsete kokkupõrgete teooria. Aktiveerimisenergia. Arrheniuse võrrand. Reaktsioonikiiruse ja aktivatsioonienergia vaheline seos.
Aktiivsete kokkupõrgete teooria sõnastas S. Arrhenius 1889. aastal. See teooria põhineb ideel, et keemilise reaktsiooni toimumiseks on vajalikud kokkupõrked lähteainete molekulide vahel ning kokkupõrgete arvu määrab molekulide soojusliikumise intensiivsus, s.o. oleneb temperatuurist. Kuid mitte iga molekulide kokkupõrge ei vii keemilise muundumiseni: selleni viib ainult aktiivne kokkupõrge.
Aktiivsed kokkupõrked on kokkupõrked, mis tekivad näiteks molekulide A ja B vahel suure energiahulgaga. Minimaalset energiahulka, mis lähteainete molekulidel peab olema selleks, et nende kokkupõrge oleks aktiivne, nimetatakse reaktsiooni energiabarjääriks.
Aktiveerimisenergia on üleliigne energia, mida saab edasi anda või üle kanda ühele ainemoolile.
Aktiveerimisenergia mõjutab oluliselt reaktsiooni kiiruskonstandi väärtust ja selle sõltuvust temperatuurist: mida suurem on Ea, seda väiksem on kiiruskonstant ja seda olulisemalt mõjutab seda temperatuurimuutus.
Reaktsioonikiiruse konstant on seotud aktiveerimisenergiaga keeruka seosega, mida kirjeldab Arrheniuse võrrand:
k=Aе–Ea/RT, kus A on preeksponentsiaalne tegur; Eа on aktiveerimisenergia, R on universaalne gaasikonstant, mis on võrdne 8,31 J/mol; T - absoluutne temperatuur;
naturaallogaritmide e-baas.
Täheldatud reaktsioonikiiruse konstandid on aga tavaliselt palju väiksemad kui Arrheniuse võrrandist arvutatud. Seetõttu muudetakse reaktsioonikiiruse konstandi võrrandit järgmiselt:
(miinus enne kõiki murde)
Kordaja põhjustab kiiruskonstandi temperatuurisõltuvuse erinevuse Arrheniuse võrrandist. Kuna Arrheniuse aktivatsioonienergia arvutatakse reaktsioonikiiruse logaritmilise sõltuvuse tõusuna pöördtemperatuurist, siis tehes sama võrrandiga , saame:
Heterogeensete reaktsioonide tunnused. Heterogeensete reaktsioonide kiirus ja seda määravad tegurid. Heterogeensete protsesside kineetilised ja difusioonialad. Näited farmaatsiale huvipakkuvatest heterogeensetest reaktsioonidest.
HETEROGEENSED REAKTSIOONID, chem. reaktsioonid, mis hõlmavad ainete lagunemist. faaside ja ühiselt heterogeense süsteemi moodustamine. Tüüpilised heterogeensed reaktsioonid: termiline. soolade lagunemine gaasiliste ja tahkete saaduste tekkega (näiteks CaCO3 -> CaO + CO2), metallioksiidide redutseerimine vesiniku või süsinikuga (näiteks PbO + C -> Pb + CO), metallide lahustumine hapetes (näiteks Zn + + H2SO4 -> ZnSO4 + H2), vastastikmõju. tahked reagendid (A12O3 + NiO -> NiAl2O4). Eriklassi kuuluvad heterogeensed katalüütilised reaktsioonid, mis toimuvad katalüsaatori pinnal; sel juhul ei pruugi reaktiivid ja tooted sees olla erinevad faasid. Suund, raudkatalüsaatori pinnal toimuva reaktsiooni N2 + + ZH2 -> 2NH3 ajal on reagendid ja reaktsiooniprodukt gaasifaasis ja moodustavad homogeense süsteemi.
Heterogeensete reaktsioonide omadused on tingitud kondenseerunud faaside osalemisest neis. See muudab reaktiivide ja toodete segamise ja transportimise keeruliseks; reaktiivi molekulide aktiveerimine liidesel on võimalik. Iga heterogeense reaktsiooni kineetika määrab kemikaali enda kiirus. transformatsioonid, samuti ülekandeprotsessid (difusioon), mis on vajalikud reageerivate ainete tarbimise täiendamiseks ja reaktsioonisaaduste eemaldamiseks reaktsioonitsoonist. Difusioonitakistuste puudumisel on heterogeense reaktsiooni kiirus võrdeline reaktsioonitsooni suurusega; see on reaktsiooni erikiirus, mis on arvutatud reaktsiooni pinna (või ruumala) ühiku kohta. tsoonid, ei muutu aja jooksul; lihtsate (üheastmeliste) reaktsioonide jaoks võib see olla määratakse tegutseva massiseaduse alusel. See seadus ei ole täidetud, kui ainete difusioon kulgeb aeglasemalt kui keemiline. ringkond; sel juhul kirjeldatakse heterogeense reaktsiooni täheldatud kiirust difusioonikineetika võrranditega.
Heterogeense reaktsiooni kiirus on aine kogus, mis reageerib või tekib reaktsiooni käigus ajaühikus faasi pinnaühiku kohta.
Keemilise reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid:
Reagentide olemus
Reaktiivi kontsentratsioon,
temperatuur,
Katalüsaatori olemasolu.
Vheterogeen = Δп(S Δt), kus Vheterog on reaktsioonikiirus heterogeenses süsteemis; n on reaktsiooni tulemusena tekkiva mis tahes aine moolide arv; V on süsteemi maht; t - aeg; S on faasi pindala, millel reaktsioon toimub; Δ - juurdekasvu märk (Δp = p2 - p1; Δt = t2 - t1).
Keemilise reaktsiooni kiirus sõltub temperatuurist ja temperatuuri tõustes reaktsiooni kiirus suureneb. Hollandi teadlane Van't Hoff näitas, et temperatuuri tõusuga 10 kraadi võrra suureneb enamiku reaktsioonide kiirus 2-4 korda;
VT 2 =VT 1 *y (T2-T1)/10
kus VT2 ja VT1 on reaktsioonikiirused temperatuuridel T2 ja T1; y on reaktsioonikiiruse temperatuuritegur, mis näitab, mitu korda reaktsioonikiirus suureneb, kui temperatuur tõuseb 10K võrra.
Reagentide kontsentratsioonil 1 mol/l on reaktsiooni kiirus arvuliselt võrdne kiiruskonstandiga k. Siis näitab võrrand, et kiiruskonstant sõltub temperatuurist samamoodi nagu protsessi kiirus.
3. Kirjutage versioon eliminatsioonireaktsioonist vesinikhalogeniidi vabanemisega.
C2H5Cl=C2H4+HCl
Pilet nr 4
1. Mis on " aatommass», « molekulmass", "ainemool" ja mida peetakse aatommassiühikuks (amu)?
ATOMIC ASS - aatomi mass aatommassi ühikutes (a.m.u.). ühiku kohta a. E.m on 1/12 süsinik-12 isotoobi massist.
a.e.m. = 1/12 m 12 6 C = 1,66 * 10 -24
MOLEKULAARMASS – ühendi molaarmass jagatud 1/12 süsiniku-12 aatomi molaarmassist.
MOL - aine kogus, mis sisaldab sama palju osakesi või struktuuriüksused(aatomid, ioonid, molekulid, radikaalid, elektronid, ekvivalendid jne), nagu 12 a. e.m. süsinik-12 isotoop.
Valem reaktsioonikiiruse suurendamiseks katalüsaatori juuresolekul.
Ea väärtust (aktivatsioonienergia) saab muuta katalüsaatorite abil. Aineid, mis reaktsiooniprotsessis osalevad, kuid mida ei tarbita, nimetatakse katalüsaatoriteks. Seda nähtust ennast nimetatakse katalüüsiks. Reaktsioonikiiruse suurenemine katalüsaatori juuresolekul määratakse valemiga
Sõltuvalt sellest, kas katalüsaator on reaktiividega samas faasis või moodustab iseseisva faasi, räägime homogeensest või heterogeensest katalüüsist. Katalüütilise toime mehhanism ei ole neil sama, kuid mõlemal juhul kiireneb reaktsioon Ea vähenemise tõttu. On mitmeid spetsiifilisi katalüsaatoreid – inhibiitoreid, mis vähendavad reaktsioonikiirust.
kus on katalüütilise protsessi parameetrid, V, k, Ea on mittekatalüütilise protsessi parameetrid.
Kirjutage süsinikku sisaldavate anorgaaniliste ainete põlemisreaktsioonid hapnikus, näidates ära oksüdeerija ja redutseerija, samuti süsiniku oksüdatsiooniaste enne ja pärast reaktsiooni.
C – redutseerija, oksüdatsiooniprotsess
O – oksüdeerija, redutseerimisprotsess
Pileti number 5
1. Mis on elemendi “elektronegatiivsus”, “valents”, “oksüdatsiooniaste” ja millised on nende määramise põhireeglid?
OKSÜDEERIMISASTME - elemendi aatomi tingimuslik laeng, mis saadakse eeldusel, et ühend koosneb ioonidest. See võib olla positiivne, negatiivne, null, murdosa ja on tähistatud Araabia number elemendi sümboli ülemise parempoolse indeksina "+" või "-" märgiga: C 1-, O 2-, H +, Mg 2+, N 3-, N 5+, Cr 6+.
Ühendis (ioonis) oleva elemendi oksüdatsiooniastme (s.o.) määramiseks kasutatakse järgmisi reegleid:
1 V lihtsad ained(H2, S8, P4) lk. O. võrdne nulliga.
2 Konstant s. O. sisaldavad leelis (E+) ja leelismuld (E2+) elemente, samuti fluori P-.
3 Enamikus ühendites on vesinikul c. O. H+ (H2O, CH4, HC1), hüdriidides - H- (-NaH, CaH2); Koos. O. hapnik on reeglina võrdne -2 (O2-), peroksiidides (-O-O-) - 1 (O-).
4 Mittemetallide binaarsetes ühendites negatiivne c. O. määratud paremal asuvale elemendile).
5 Algebraline summa lk. O. molekul võrdub nulliga, ioon - selle laeng.
Aatomi võime lisada või asendada teatud arv teisi aatomeid nimetatakse VALENTSEKS. Valentsuse mõõt on elemendiga seotud vesiniku- või hapnikuaatomite arv, eeldusel, et vesinik on ühevalentne ja hapnik kahevalentne.
Ülesanne nr. 1. Koostoime vaba hapnikuga põhjustab väga mürgise lämmastikdioksiidi moodustumist //, kuigi see reaktsioon toimub füsioloogilistes tingimustes aeglaselt ja madalatel kontsentratsioonidel ei mängi see olulist rolli rakkude toksilises kahjustuses, kuid patogeensed mõjud suurenevad järsult koos selle suurenemisega. ületootmine. Määrake, mitu korda suureneb lämmastikoksiidi (II) ja hapniku vastasmõju kiirus, kui rõhk alggaaside segus kahekordistub, kui reaktsioonikiirus 
mida kirjeldab võrrand 
?
Lahendus.
1. Rõhu kahekordistamine võrdub kontsentratsiooni kahekordistamisega ( Koos) Ja . Seetõttu on interaktsioonimäärad, mis vastavad massitegevuse seadusele ja kasutavad seda, avaldisi: 
Ja
Vastus. Reaktsioonikiirus suureneb 8 korda.
Ülesanne nr. 2. Arvatakse, et kloori (terava lõhnaga roheka lõhnaga gaasi) kontsentratsioon õhus üle 25 ppm on elule ja tervisele ohtlik, kuid on tõendeid, et kui patsient on selle gaasiga ägedast raskest mürgistusest paranenud, siis on tõendeid selle kohta, et kui patsient on selle gaasiga ägedast raskest mürgistusest paranenud, siis on võimalik, et kloori sisaldus õhus on üle 25 ppm. siis jääkmõjud pole näha. Määrake, kuidas muutub gaasifaasis toimuva reaktsiooni kiirus, kui suurendate 3 korda: kontsentratsioon, kontsentratsioon, 3) rõhk / /?
Lahendus.
1. Kui tähistame kontsentratsioone ja vastavalt ja , saab reaktsioonikiiruse avaldis järgmise kuju: .
2. Pärast kontsentratsioonide suurendamist 3 korda on need ja jaoks võrdsed. Seetõttu on reaktsioonikiiruse avaldis järgmine: 1) 
2)
3. Rõhu tõus suurendab gaasiliste reaktiivide kontsentratsiooni sama palju, seega
4. Reaktsioonikiiruse suurenemine algse suhtes määratakse vastavalt suhtega: 1) 
, 2) 
, 3) 
.
Vastus. Reaktsioonikiirus suureneb: 1) , 2) , 3) korda.
Probleem nr 3. Kuidas muutub lähteainete interaktsiooni kiirus temperatuuri muutumisel vahemikust kuni, kui reaktsiooni temperatuuritegur on 2,5?
Lahendus.
1. Temperatuurikoefitsient näitab reaktsiooni kiiruse muutumist iga temperatuurimuutusega (van't Hoffi reegel): .
2. Kui temperatuurimuutus on: , siis võttes arvesse asjaolu, et , saame: 
. Siit, .
3. Kasutades antilogaritmide tabelit leiame: .
Vastus. Kui temperatuur muutub (st tõuseb), suureneb kiirus 67,7 korda.
Probleem nr 4. Arvutage reaktsioonikiiruse temperatuurikoefitsient, teades, et kiirus suureneb temperatuuri tõustes 128 korda.
Lahendus.
1. Keemilise reaktsiooni kiiruse sõltuvust temperatuurist väljendab empiiriline van’t Hoffi reegel:
.Lahendades võrrandi , leiame: , . Seega =2
Vastus. =2.
Probleem nr 5. Ühe reaktsiooni jaoks määrati kaks kiiruskonstanti: 0,00670 ja 0,06857. Määrake sama reaktsiooni kiiruskonstant .
Lahendus.
1. Reaktsiooni kiiruskonstantide kahe väärtuse põhjal, kasutades Arrheniuse võrrandit, määrame reaktsiooni aktiveerimisenergia: . Sest sel juhul: Siit: J/mol.
2. Arvutage reaktsiooni kiiruskonstant kohas , kasutades arvutustes kiiruskonstanti at ja Arrheniuse võrrandit: 
. Sel juhul: ja võttes arvesse asjaolu, et: 
, saame: . Seega
Vastus.
Keemilise tasakaalukonstandi arvutamine ja tasakaalu nihke suuna määramine Le Chatelier' põhimõttel .
Ülesanne nr 6. Süsinikdioksiid / / erinevalt süsinikmonooksiidist / / ei riku füsioloogilised funktsioonid ja elusorganismi anatoomiline terviklikkus ja nende lämmatav toime on tingitud ainult esinemisest kõrge kontsentratsioon ja hapniku protsendi vähenemine sissehingatavas õhus. Millega see võrdub reaktsiooni tasakaalukonstant / /: 
temperatuuril, mida väljendatakse: a) reageerivate ainete osarõhkude kaudu; b) nende molaarsed kontsentratsioonid, teades, et tasakaalusegu koostist väljendatakse mahuosadega: , ja , ning kogurõhk süsteemis on Pa?
Lahendus.
1. Gaasi osarõhk võrdub kogurõhuga, mis on korrutatud segus oleva gaasi mahuosaga, seega:
2. Asendades need väärtused tasakaalukonstandi avaldisesse, saame:
3. Seos ja vahel määratakse Mendelejevi-Clapeyroni võrrandi alusel ideaalsed gaasid ja seda väljendab võrdsus: 
, kus on vahe gaasiliste reaktsioonisaaduste ja gaasiliste lähteainete moolide arvu vahel. Selle reaktsiooni jaoks: . Seejärel: 
.
Vastus. Pa. .
Ülesanne nr 7. Millises suunas nihkub tasakaal järgmistes reaktsioonides:
3. 
;
a) temperatuuri tõusuga, b) rõhu langusega, c) vesiniku kontsentratsiooni suurenemisega?
Lahendus.
1. Süsteemi keemiline tasakaal saavutatakse konstantsete välisparameetrite juures (jne). Kui need parameetrid muutuvad, siis väljub süsteem tasakaaluseisundist ja domineerima hakkab otsene (paremale) või pöördreaktsioon (vasakule). Mõjutamine erinevaid tegureid tasakaalu nihe kajastub Le Chatelier’ põhimõttes.
2. Vaatleme kõigi kolme keemilist tasakaalu mõjutava teguri mõju ülaltoodud reaktsioonidele.
a) Temperatuuri tõustes nihkub tasakaal endotermilise reaktsiooni suunas, s.t. reaktsioon, mis tekib soojuse neeldumisel. 1. ja 3. reaktsioon on eksotermilised / /, seetõttu nihkub tasakaal temperatuuri tõustes pöördreaktsiooni suunas ja 2. reaktsioonis // - edasisuunalise reaktsiooni suunas.
b) Rõhu langedes nihkub tasakaal gaasimoolide arvu suurenemise suunas, s.t. suurema surve suunas. 1. ja 3. reaktsioonis vasakul ja õiged osad võrrand saab olema sama number mooli gaase (vastavalt 2-2 ja 1-1). Seetõttu on rõhu muutus ei põhjusta tasakaalu nihked süsteemis. 2. reaktsioonis on vasakul pool 4 mooli gaase ja paremal pool 2 mooli, seetõttu nihkub tasakaal rõhu langedes pöördreaktsiooni suunas.
V) Reaktsioonikomponentide kontsentratsiooni suurenedes nihkub tasakaal nende tarbimise suunas. Esimeses reaktsioonis on toodetes vesinik ja selle kontsentratsiooni suurendamine suurendab pöördreaktsiooni, mille käigus seda tarbitakse. 2. ja 3. reaktsioonis on vesinik lähteainete hulgas, mistõttu selle kontsentratsiooni tõus nihutab tasakaalu vesiniku tarbimisel toimuva reaktsiooni suunas.
Vastus.
a) Temperatuuri tõustes nihkub tasakaal reaktsioonides 1 ja 3 vasakule ja reaktsioonis 2 paremale.
b) Reaktsioone 1 ja 3 rõhu langus ei mõjuta, kuid reaktsioonis 2 nihkub tasakaal vasakule.
c) Temperatuuri tõus reaktsioonides 2 ja 3 toob kaasa tasakaalu nihke paremale ja reaktsioonis 1 - vasakule.
1.2. Olukorraülesanded nr 7 kuni 21 materjali koondamiseks (tehtud protokollimärkmikusse).
Ülesanne nr 8. Kuidas muutub glükoosi oksüdatsiooni kiirus kehas, kui temperatuur langeb vahemikust kuni, kui reaktsioonikiiruse temperatuurikoefitsient on 4?
Probleem nr 9.Arvutage ligikaudse Van't Hoffi reegli abil, kui palju on vaja temperatuuri tõsta, et reaktsioonikiirus tõuseks 80 korda? Võtke temperatuuri kiiruse koefitsient 3.
Ülesanne nr 10. Reaktsiooni praktiliselt peatamiseks kasutatakse reaktsioonisegu kiiret jahutamist (“reaktsiooni külmutamine”). Määrake, mitu korda muutub reaktsioonikiirus reaktsioonisegu jahutamisel 40 °C-lt temperatuurini, kui reaktsiooni temperatuuritegur on 2,7.
Ülesanne nr 11. Mõnede kasvajate raviks kasutatava isotoobi poolväärtusaeg on 8,1 päeva. Mis aja pärast sisu radioaktiivne jood patsiendi kehas väheneb 5 korda?
Ülesanne nr 12. Mõnede hüdrolüüs sünteetiline hormoon(farmatseutiline) on esimest järku reaktsioon kiiruskonstandiga 0,25 (). Kuidas muutub selle hormooni kontsentratsioon 2 kuu pärast?
Ülesanne nr 13. Radioaktiivse poolväärtusaeg on 5600 aastat. Elusorganismis säilib pidev kogus tänu ainevahetusele. Mammuti jäänustel oli sisu sama, mis originaalil. Tehke kindlaks, millal mammut elas?
Ülesanne nr 14. Insektitsiid (putukate tõrjeks kasutatav pestitsiid) poolväärtusaeg on 6 kuud. Teatud kogus seda sattus reservuaari, kus määrati kontsentratsioon mol/l. Kui kaua võtab aega, et insektitsiidide kontsentratsioon langeks mol/l tasemele?
Ülesanne nr 15. Rasvad ja süsivesikud oksüdeeruvad märgatava kiirusega temperatuuril 450–500 ° ja elusorganismides temperatuuril 36–40 °. Mis on oksüdatsiooniks vajaliku temperatuuri järsu languse põhjuseks?
Ülesanne nr 16. Vesinikperoksiid laguneb vesilahused hapniku ja vee jaoks. Reaktsiooni kiirendavad nii anorgaaniline katalüsaator (ioon) kui ka bioorgaaniline katalüsaator (katalaasi ensüüm). Reaktsiooni aktiveerimisenergia katalüsaatori puudumisel on 75,4 kJ/mol. Ioon vähendab selle 42 kJ / mol ja ensüüm katalaas - 2 kJ / mol. Arvutage reaktsioonikiiruste suhe katalüsaatori puudumisel katalaasi juuresolekul. Millise järelduse saab teha ensüümi aktiivsuse kohta? Reaktsioon toimub temperatuuril 27 °C.
Ülesanne nr 17 Penitsilliini lagunemiskiiruse konstant raadiosaatja jaoks 
J/mol.
1.3. Kontrollküsimused
1. Selgitage, mida tähendavad terminid: reaktsioonikiirus, kiiruskonstant?
2. Kuidas väljendatakse keemiliste reaktsioonide keskmist ja tegelikku kiirust?
3. Miks on mõtet rääkida keemiliste reaktsioonide kiirusest ainult jaoks praegusel hetkel aega?
4. Sõnasta pöörduva ja pöördumatu reaktsiooni definitsioon.
5. Defineeri massitegevuse seadus. Kas seda seadust väljendavates võrdsustes kajastub reaktsioonikiiruse sõltuvus reaktiivide olemusest?
6. Kuidas sõltub reaktsiooni kiirus temperatuurist? Mida nimetatakse aktiveerimisenergiaks? Mis on aktiivsed molekulid?
7. Millistest teguritest sõltub homogeensete ja heterogeensete reaktsioonide kiirus? Too näiteid.
8. Milline on keemiliste reaktsioonide järjekord ja molekulaarsus? Millistel juhtudel need ei sobi?
9. Milliseid aineid nimetatakse katalüsaatoriteks? Mis on katalüsaatori kiirendava toime mehhanism?
10. Mis on mõiste "katalüsaatorimürgitus"? Milliseid aineid nimetatakse inhibiitoriteks?
11. Mida nimetatakse keemiliseks tasakaaluks? Miks seda nimetatakse dünaamiliseks? Milliseid reagentide kontsentratsioone nimetatakse tasakaaluks?
12. Mida nimetatakse keemilise tasakaalu konstandiks? Kas see sõltub reageerivate ainete olemusest, nende kontsentratsioonist, temperatuurist, rõhust? Millised on heterogeensete süsteemide tasakaalukonstandi matemaatilise tähise tunnused?
13. Mis on ravimite farmakokineetika?
14. Protsessid, mis toimuvad koos ravim organismis, iseloomustavad kvantitatiivselt mitmed farmakokineetilised parameetrid. Andke peamised.
Ülesanne 336.
150 °C juures on osa reaktsioonist lõppenud 16 minutiga. Võttes reaktsioonikiiruse temperatuurikoefitsiendiks 2,5, arvutage, mis aja pärast see reaktsioon lõpeb, kui see viiakse läbi: a) temperatuuril 20 0 °C; b) temperatuuril 80 °C.
Lahendus:
Vastavalt van't Hoffi reeglile väljendatakse kiiruse sõltuvust temperatuurist võrrandiga:
v t ja k t - reaktsiooni kiirus- ja kiiruskonstant temperatuuril t°C; v (t + 10) ja k (t + 10) on samad väärtused temperatuuril (t + 10 0 C); - reaktsioonikiiruse temperatuurikoefitsient, mille väärtus jääb enamiku reaktsioonide puhul vahemikku 2–4.
a) Arvestades, et keemilise reaktsiooni kiirus antud temperatuuril on pöördvõrdeline selle toimumise kestusega, asendame ülesandepüstituses antud andmed valemiga, mis kvantitatiivselt väljendab Van’t Hoffi reeglit, saame:
b) Kuna see reaktsioon kulgeb temperatuuri langusega, siis antud temperatuuril on selle reaktsiooni kiirus otseselt võrdeline selle toimumise kestusega, asendame ülesandepüstituses antud andmed valemis, mis kvantitatiivselt väljendab van' t Hoffi reegel, saame:
Vastus: a) temperatuuril 200 0 C t2 = 9,8 s; b) temperatuuril 80 0 C t3 = 162 h 1 min 16 s.
Ülesanne 337.
Kas reaktsioonikiiruse konstandi väärtus muutub: a) ühe katalüsaatori asendamisel teisega; b) kui muutuvad reageerivate ainete kontsentratsioonid?
Lahendus:
Reaktsioonikiiruse konstant on väärtus, mis sõltub reageerivate ainete olemusest, temperatuurist ja katalüsaatorite olemasolust ning ei sõltu reageerivate ainete kontsentratsioonist. See võib olla võrdne reaktsioonikiirusega juhul, kui reagentide kontsentratsioonid on võrdsed ühikuga (1 mol/l).
a) Ühe katalüsaatori asendamisel teisega muutub või suureneb antud keemilise reaktsiooni kiirus. Katalüsaatori kasutamisel suureneb keemilise reaktsiooni kiirus ja vastavalt suureneb reaktsioonikiiruse konstandi väärtus. Reaktsiooni kiiruskonstandi väärtus muutub ka ühe katalüsaatori asendamisel teisega, mis suurendab või vähendab selle reaktsiooni kiirust võrreldes algse katalüsaatoriga.
b) Reagentide kontsentratsiooni muutumisel muutuvad reaktsioonikiiruse väärtused, kuid reaktsioonikiiruse konstandi väärtus ei muutu.
Ülesanne 338.
Kas reaktsiooni termiline efekt sõltub selle aktiveerimisenergiast? Põhjenda vastust.
Lahendus:
Reaktsiooni termiline efekt sõltub ainult süsteemi alg- ja lõppolekust ning ei sõltu protsessi vaheetappidest. Aktiveerimisenergia on liigne energia, mis ainete molekulidel peab olema, et nende kokkupõrge tooks kaasa uue aine moodustumise. Aktiveerimisenergiat saab muuta vastavalt temperatuuri tõstes või langetades, langetades või tõstes. Katalüsaatorid vähendavad aktiveerimisenergiat ja inhibiitorid alandavad seda.
Seega toob aktiveerimisenergia muutus kaasa reaktsiooni kiiruse muutumise, kuid mitte reaktsiooni termilise efekti muutumise. Reaktsiooni termiline efekt on konstantne väärtus ja ei sõltu antud reaktsiooni aktiveerimisenergia muutustest. Näiteks ammoniaagi moodustumise reaktsioon lämmastikust ja vesinikust on järgmine:
See reaktsioon eksotermiline, > 0). Reaktsioon kulgeb reageerivate osakeste moolide arvu ja moolide arvu vähenemisega gaasilised ained, mis viib süsteemi vähem stabiilsest olekust stabiilsemasse, entroopia väheneb,< 0. Данная реакция в обычных условиях не протекает (она возможна только при достаточно madalad temperatuurid). Katalüsaatori juuresolekul aktivatsioonienergia väheneb ja reaktsioonikiirus suureneb. Kuid nii enne katalüsaatori kasutamist kui ka selle juuresolekul reaktsiooni termiline efekt ei muutu, reaktsioonil on vorm:
Ülesanne 339.
Millise reaktsiooni korral on otsene või vastupidine - aktiveerimisenergia on suurem, kui see on otsene reaktsioon on käimas soojuseraldusega?
Lahendus:
Edasi- ja tagasireaktsiooni aktiveerimisenergiate vahe on võrdne termilise efektiga: H = E a(rev.) - E a(rev.) . See reaktsioon toimub soojuse eraldumisel, st. on eksotermiline,< 0 Исходя из этого, энергия активации прямой реакции имеет меньшее значение, чем энергия активации обратной реакции:
E a (nt.)< Е а(обр.) .
Vastus: E a (nt.)< Е а(обр.) .
Ülesanne 340.
Mitu korda suureneb 298 K juures toimuva reaktsiooni kiirus, kui selle aktiveerimisenergiat vähendada 4 kJ/mol?
Lahendus:
Tähistame aktiveerimisenergia vähenemist Ea-ga ja reaktsioonikiiruse konstandid enne ja pärast aktiveerimisenergia vähenemist vastavalt k ja k võrra." Arrheniuse võrrandit kasutades saame:
E a - aktiveerimisenergia, k ja k" - reaktsioonikiiruse konstandid, T - temperatuur K (298).
Asendades ülesande andmed viimase võrrandiga ja väljendades aktiveerimisenergiat džaulides, arvutame reaktsioonikiiruse suurenemise:
Vastus: 5 korda.