§3. สมการปฏิกิริยาและวิธีเขียน

ปฏิสัมพันธ์ ไฮโดรเจนกับ ออกซิเจนดังที่เซอร์เฮนรี่ คาเวนดิชได้ก่อตั้ง นำไปสู่การก่อตัวของน้ำ ลองใช้ตัวอย่างง่ายๆนี้เพื่อเรียนรู้วิธีการเขียน สมการของปฏิกิริยาเคมี.
มาจากอะไร ไฮโดรเจนและ ออกซิเจนเรารู้แล้ว:

H 2 + O 2 → H 2 O

ตอนนี้เราคำนึงว่าอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีในปฏิกิริยาเคมีจะไม่หายไปและไม่ปรากฏขึ้นจากสิ่งใดไม่กลายเป็นกันและกัน แต่ รวมกันเป็นชุดใหม่เพื่อสร้างโมเลกุลใหม่ หมายความว่าในสมการปฏิกิริยาเคมีของอะตอมแต่ละชนิดจะต้องมีเลขเท่ากัน ก่อนปฏิกิริยา ( ซ้ายจากเครื่องหมายเท่ากับ) และ หลังจากจุดสิ้นสุดของปฏิกิริยา ( ด้านขวาจากเครื่องหมายเท่ากับ) ดังนี้

2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O

นั่นแหละค่ะ สมการปฏิกิริยา - บันทึกแบบมีเงื่อนไขของปฏิกิริยาเคมีต่อเนื่องโดยใช้สูตรของสารและสัมประสิทธิ์.

ซึ่งหมายความว่าในปฏิกิริยาข้างต้น สองโมล ไฮโดรเจนควรทำปฏิกิริยากับ โดยหนึ่งโมล ออกซิเจนและผลลัพธ์จะเป็น สองโมล น้ำ.

ปฏิสัมพันธ์ ไฮโดรเจนกับ ออกซิเจน- ไม่ใช่กระบวนการง่ายๆ เลย มันนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบเหล่านี้ ในการเลือกสัมประสิทธิ์ในสมการดังกล่าว มักจะใช้วิธี " เครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์".

เมื่อน้ำเกิดจากไฮโดรเจนและออกซิเจน หมายความว่า ไฮโดรเจนเปลี่ยนสถานะออกซิเดชันจาก 0 ก่อน +ฉัน, แ ออกซิเจน- จาก 0 ก่อน −II. ในเวลาเดียวกันหลาย (น)อิเล็กตรอน:

ไฮโดรเจนบริจาคอิเล็กตรอนให้บริการที่นี่ ตัวรีดิวซ์และออกซิเจนที่รับอิเล็กตรอน - ออกซิไดซ์.

ตัวออกซิไดซ์และรีดิวซ์

ตอนนี้เรามาดูกันว่ากระบวนการให้และรับอิเล็กตรอนแยกกันเป็นอย่างไร ไฮโดรเจนเมื่อได้พบกับ "โจร" - ออกซิเจนสูญเสียคุณสมบัติทั้งหมด - สองอิเล็กตรอนและสถานะออกซิเดชันของมันจะเท่ากับ +ฉัน:

H 2 0 − 2 อี− = 2Н + ฉัน

เกิดขึ้น สมการครึ่งปฏิกิริยาออกซิเดชันไฮโดรเจน

และโจร ออกซิเจน เกี่ยวกับ2หลังจากได้รับอิเล็กตรอนตัวสุดท้ายจากไฮโดรเจนที่โชคร้ายแล้ว ก็ยินดีเป็นอย่างยิ่งกับสถานะออกซิเดชันใหม่ของเขา -II:

O 2 + 4 อี− = 2O −II

มัน สมการลดครึ่งปฏิกิริยาออกซิเจน

ยังคงต้องเสริมว่าทั้ง "โจร" และ "เหยื่อ" ของเขาสูญเสียเอกลักษณ์ทางเคมีและจากสารธรรมดา - ก๊าซที่มีโมเลกุลไดอะตอม H2และ เกี่ยวกับ2กลายเป็นส่วนประกอบของสารเคมีชนิดใหม่ - น้ำ เอช 2 โอ.

นอกจากนี้ เราจะโต้แย้งดังนี้ จำนวนอิเล็กตรอนที่รีดักแตนท์ให้กับกลุ่มออกซิไดซ์ นั่นคือจำนวนที่เขาได้รับ จำนวนอิเล็กตรอนที่บริจาคโดยตัวรีดิวซ์จะต้องเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่ตัวออกซิไดซ์ยอมรับ.

ดังนั้นคุณต้อง ทำให้จำนวนอิเล็กตรอนเท่ากันในปฏิกิริยาครึ่งแรกและครึ่งหลัง ในวิชาเคมี ยอมรับรูปแบบตามเงื่อนไขของการเขียนสมการครึ่งปฏิกิริยาต่อไปนี้:

	2 H 2 0 − 2 อี− = 2Н + ฉัน
	1 O 2 0 + 4 อี− = 2O −II

ในที่นี้ ตัวเลข 2 และ 1 ทางด้านซ้ายของวงเล็บปีกกาเป็นปัจจัยที่จะช่วยให้แน่ใจว่าจำนวนอิเล็กตรอนที่ให้และรับเท่ากัน เราคำนึงว่าในสมการของปฏิกิริยาครึ่งปฏิกิริยา ให้อิเล็กตรอน 2 ตัว และยอมรับ 4 ตัว ในการทำให้จำนวนอิเล็กตรอนที่ได้รับและให้เท่ากันจะพบตัวคูณร่วมน้อยและปัจจัยเพิ่มเติม ในกรณีของเรา ตัวคูณร่วมน้อยคือ 4 ปัจจัยเพิ่มเติมจะเป็น 2 สำหรับไฮโดรเจน (4: 2 = 2) และสำหรับออกซิเจน - 1 (4: 4 = 1)
ตัวคูณที่ได้จะทำหน้าที่เป็นสัมประสิทธิ์ของสมการปฏิกิริยาในอนาคต:

2H 2 0 + O 2 0 \u003d 2H 2 + I O -II

ไฮโดรเจน ออกซิไดซ์ไม่ใช่แค่ตอนประชุม ออกซิเจน. มีผลเช่นเดียวกันกับไฮโดรเจนและ ฟลูออรีน F2, ฮาโลเจนและ "โจร" ที่มีชื่อเสียงและดูเหมือนไม่มีอันตราย ไนโตรเจน N 2:

H 2 0 + F 2 0 = 2H + I F −I

3H 2 0 + N 2 0 \u003d 2N -III H 3 + I

ส่งผลให้ ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ HFหรือ แอมโมเนีย NH3.

ในสารประกอบทั้งสองสถานะออกซิเดชัน ไฮโดรเจนกลายเป็นเท่ากัน +ฉันเพราะเขาได้หุ้นส่วนในโมเลกุล "โลภ" สำหรับสินค้าอิเล็กทรอนิกส์ของคนอื่นที่มีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้สูง - ฟลูออรีน Fและ ไนโตรเจน นู๋. ที่ ไนโตรเจนค่าของอิเล็กโตรเนกาติวีตี้นั้นถือว่าเท่ากับสามหน่วยทั่วไปและ y ฟลูออรีนโดยทั่วไป อิเล็กโตรเนกาติวีตี้สูงสุดในบรรดาองค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดคือสี่หน่วย ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่พวกเขาปล่อยให้อะตอมไฮโดรเจนที่ไม่ดีไม่มีสภาพแวดล้อมทางอิเล็กทรอนิกส์

แต่ ไฮโดรเจนอาจจะ คืนค่า- รับอิเล็กตรอน สิ่งนี้จะเกิดขึ้นหากโลหะอัลคาไลหรือแคลเซียมซึ่งมีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้น้อยกว่าไฮโดรเจนเข้าร่วมในปฏิกิริยากับมัน

น้ำ (ไฮโดรเจนออกไซด์) เป็นสารประกอบอนินทรีย์ไบนารีที่มีสูตรทางเคมี H 2 O โมเลกุลของน้ำประกอบด้วยไฮโดรเจนสองอะตอมและออกซิเจนหนึ่งตัวซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์

ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์.

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของน้ำถูกกำหนดโดยโครงสร้างทางเคมี อิเล็กทรอนิกส์ และเชิงพื้นที่ของโมเลกุล H 2 O

อะตอม H และ O ในโมเลกุล H 2 0 อยู่ในสถานะออกซิเดชันที่เสถียรตามลำดับ +1 และ -2; ดังนั้นน้ำจึงไม่แสดงคุณสมบัติในการออกซิไดซ์หรือรีดิวซ์ที่เด่นชัด โปรดทราบ: ในโลหะไฮไดรด์ ไฮโดรเจนอยู่ในสถานะออกซิเดชัน -1

โมเลกุล H 2 O มีโครงสร้างเชิงมุม พันธะ H-O มีขั้วมาก มีประจุลบมากเกินไปในอะตอม O และมีประจุบวกมากเกินไปในอะตอม H โดยทั่วไปแล้ว โมเลกุล H 2 O นั้นมีขั้ว นั่นคือ ไดโพล สิ่งนี้อธิบายความจริงที่ว่าน้ำเป็นตัวทำละลายที่ดีสำหรับสารไอออนิกและสารมีขั้ว

การปรากฏตัวของประจุส่วนเกินในอะตอม H และ O รวมถึงคู่อิเล็กตรอนที่ไม่แบ่งปันที่อะตอม O ทำให้เกิดพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของน้ำซึ่งเป็นผลมาจากการรวมเข้าด้วยกันเป็นภาคี การมีอยู่ของผู้ร่วมงานเหล่านี้อธิบายถึงค่า MP ที่สูงผิดปกติ ฯลฯ กิ๊บ น้ำ.

นอกจากการก่อตัวของพันธะไฮโดรเจนแล้ว ผลของอิทธิพลร่วมกันของโมเลกุล H 2 O ที่มีต่อกันคือการแตกตัวเป็นไอออนในตัวเอง:
ในโมเลกุลหนึ่งจะเกิดการแตกตัวของพันธะ O-H แบบเฮเทอโรไลติก และโปรตอนที่ถูกปลดปล่อยจะเข้าร่วมกับอะตอมออกซิเจนของอีกโมเลกุลหนึ่ง ผลลัพธ์ที่ได้คือไฮดรอกโซเนียมไอออน H 3 O + โดยพื้นฐานแล้วเป็นไฮโดรเจนไอออนไฮเดรต H + H 2 O ดังนั้น สมการไอออนไนซ์ในตัวเองของน้ำจึงถูกทำให้ง่ายขึ้นดังนี้:

H 2 O ↔ H + + OH -

ค่าคงที่การแยกตัวของน้ำมีขนาดเล็กมาก:

สิ่งนี้บ่งชี้ว่าน้ำแยกตัวออกเป็นไอออนเล็กน้อย ดังนั้นความเข้มข้นของโมเลกุล H 2 O ที่ไม่แยกจากกันจึงเกือบคงที่:

ในน้ำบริสุทธิ์ [H + ] = [OH - ] = 10 -7 mol / l ซึ่งหมายความว่าน้ำเป็นอิเล็กโทรไลต์แอมโฟเทอริกที่อ่อนแอมากซึ่งไม่แสดงคุณสมบัติที่เป็นกรดหรือด่างในระดับที่เห็นได้ชัดเจน
อย่างไรก็ตาม น้ำมีผลทำให้เกิดไอออไนซ์อย่างรุนแรงต่ออิเล็กโทรไลต์ที่ละลายอยู่ในน้ำ ภายใต้การกระทำของไดโพลน้ำ พันธะโควาเลนต์ในโมเลกุลของตัวถูกละลายจะถูกแปลงเป็นอิออน ไอออนจะถูกไฮเดรท พันธะระหว่างพวกมันจะอ่อนลง ส่งผลให้เกิดการแยกตัวด้วยไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น:
HCl + H 2 O - H 3 O + + Cl -

(อิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแกร่ง)

(หรือไม่รวมความชุ่มชื้น: HCl → H + + Cl -)

CH 3 COOH + H 2 O ↔ CH 3 COO - + H + (อิเล็กโทรไลต์อ่อน)

(หรือ CH 3 COOH ↔ CH 3 COO - + H +)

ตามทฤษฎีกรดและเบสบรอนสเต็ด-ลาวรี ในกระบวนการเหล่านี้ น้ำแสดงคุณสมบัติของเบส (ตัวรับโปรตอน) ตามทฤษฎีเดียวกัน น้ำทำหน้าที่เป็นกรด (ผู้ให้โปรตอน) ในปฏิกิริยา เช่น กับแอมโมเนียและเอมีน:

NH 3 + H 2 O ↔ NH 4 + + OH -

CH 3 NH 2 + H 2 O ↔ CH 3 NH 3 + + OH -

ปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เกี่ยวข้องกับน้ำ

I. ปฏิกิริยาที่น้ำทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์

ปฏิกิริยาเหล่านี้เกิดขึ้นได้กับตัวรีดิวซ์อย่างแรงเท่านั้น ซึ่งสามารถลดไฮโดรเจนไอออนที่เป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลของน้ำให้เป็นไฮโดรเจนอิสระ

1) ปฏิกิริยากับโลหะ

ก) ภายใต้สภาวะปกติ H 2 O ทำปฏิกิริยากับด่างเท่านั้น และดินอัลคาไล โลหะ:

2Na + 2H + 2 O \u003d 2NaOH + H 0 2

Ca + 2H + 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 0 2

b) ที่อุณหภูมิสูง H 2 O ทำปฏิกิริยากับโลหะอื่นๆ เช่น

Mg + 2H + 2 O \u003d Mg (OH) 2 + H 0 2

3Fe + 4H + 2 O \u003d เฟ 2 O 4 + 4H 0 2

c) Al และ Zn แทนที่ H 2 จากน้ำต่อหน้าด่าง:

2Al + 6H + 2 O + 2NaOH \u003d 2Na + 3H 0 2

2) ปฏิกิริยากับอโลหะที่มี EO ต่ำ (ปฏิกิริยาเกิดขึ้นภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย)

C + H + 2 O \u003d CO + H 0 2 (“ แก๊สน้ำ”)

2P + 6H + 2 O \u003d 2HPO 3 + 5H 0 2

ในที่ที่มีด่าง ซิลิกอนจะแทนที่ไฮโดรเจนจากน้ำ:

Si + H + 2 O + 2NaOH \u003d Na 2 SiO 3 + 2H 0 2

3) ปฏิกิริยากับโลหะไฮไดรด์

NaH + H + 2 O \u003d NaOH + H 0 2

CaH 2 + 2H + 2 O \u003d Ca (OH) 2 + 2H 0 2

4) ปฏิกิริยากับคาร์บอนมอนอกไซด์และมีเทน

CO + H + 2 O \u003d CO 2 + H 0 2

2CH 4 + O 2 + 2H + 2 O \u003d 2CO 2 + 6H 0 2

ปฏิกิริยาใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อผลิตไฮโดรเจน

ครั้งที่สอง ปฏิกิริยาที่น้ำทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์

ปฏิกิริยาเหล่านี้เกิดขึ้นได้เฉพาะกับตัวออกซิไดซ์ที่แรงมากเท่านั้นที่สามารถออกซิไดซ์ออกซิเจน CO CO -2 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของน้ำ เพื่อทำให้ออกซิเจน O 2 ปลอดหรือกับเปอร์ออกไซด์แอนไอออน 2 ในกรณีพิเศษ (ในปฏิกิริยากับ F 2) ออกซิเจนจะถูกสร้างขึ้นด้วย co o +2.

1) ปฏิกิริยากับฟลูออรีน

2F 2 + 2H 2 O -2 \u003d O 0 2 + 4HF

2F 2 + H 2 O -2 \u003d O +2 F 2 + 2HF

2) ปฏิกิริยากับออกซิเจนอะตอม

H 2 O -2 + O \u003d H 2 O - 2

3) ปฏิกิริยากับคลอรีน

ที่ T สูง จะเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับได้

2Cl 2 + 2H 2 O -2 \u003d O 0 2 + 4HCl

สาม. ปฏิกิริยาของการเกิดออกซิเดชันภายในโมเลกุล - การลดลงของน้ำ

ภายใต้การกระทำของกระแสไฟฟ้าหรืออุณหภูมิสูง น้ำสามารถย่อยสลายเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน:

2H + 2 O -2 \u003d 2H 0 2 + O 0 2

การสลายตัวด้วยความร้อนเป็นกระบวนการที่ย้อนกลับได้ ระดับการสลายตัวทางความร้อนของน้ำอยู่ในระดับต่ำ

ปฏิกิริยาไฮเดรต

I. ความชุ่มชื้นของไอออน ไอออนที่เกิดขึ้นในระหว่างการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ในสารละลายที่เป็นน้ำจะเกาะติดกับโมเลกุลของน้ำจำนวนหนึ่งและมีอยู่ในรูปของไอออนไฮเดรต ไอออนบางตัวสร้างพันธะที่แข็งแรงกับโมเลกุลของน้ำ ซึ่งไฮเดรตของพวกมันสามารถมีอยู่ไม่เพียงในสารละลายเท่านั้น แต่ยังอยู่ในสถานะของแข็งด้วย สิ่งนี้อธิบายการก่อตัวของผลึกไฮเดรต เช่น CuSO4 5H 2 O, FeSO 4 7H 2 O เป็นต้น รวมถึงสารเชิงซ้อนในน้ำ: CI 3 , Br 4 เป็นต้น

ครั้งที่สอง การให้น้ำของออกไซด์

สาม. การให้น้ำของสารประกอบอินทรีย์ที่มีพันธะหลายตัว

ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส

I. ไฮโดรไลซิสของเกลือ

การไฮโดรไลซิสแบบย้อนกลับได้:

ก) ตามเกลือไอออนบวก

Fe 3+ + H 2 O \u003d FeOH 2+ + H +; (สภาพแวดล้อมที่เป็นกรด pH

b) โดยเกลือประจุลบ

CO 3 2- + H 2 O \u003d HCO 3 - + OH -; (สภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง pH > 7)

c) โดยไอออนบวกและโดยไอออนของเกลือ

NH 4 + + CH 3 COO - + H 2 O \u003d NH 4 OH + CH 3 COOH (สภาพแวดล้อมใกล้เคียงกับความเป็นกลาง)

การไฮโดรไลซิสแบบย้อนกลับไม่ได้:

อัล 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 ↓ + 3H 2 S

ครั้งที่สอง ไฮโดรไลซิสของโลหะคาร์ไบด์

อัล 4 C 3 + 12H 2 O \u003d 4Al (OH) 3 ↓ + 3CH 4 netane

CaC 2 + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + C 2 H 2 อะเซทิลีน

สาม. ไฮโดรไลซิสของซิลิไซด์ ไนไตรด์ ฟอสไฟด์

Mg 2 Si + 4H 2 O \u003d 2Mg (OH) 2 ↓ + SiH 4 ไซเลน

Ca 3 N 2 + 6H 2 O \u003d ZCa (OH) 2 + 2NH 3 แอมโมเนีย

Cu 3 P 2 + 6H 2 O \u003d ZCu (OH) 2 + 2PH 3 ฟอสฟีน

IV. ไฮโดรไลซิสของฮาโลเจน

Cl 2 + H 2 O \u003d HCl + HClO

Br 2 + H 2 O \u003d HBr + HBrO

V. ไฮโดรไลซิสของสารประกอบอินทรีย์

ประเภทของสารอินทรีย์	ผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิส (อินทรีย์)
ฮาโลเจนอลเคน (อัลคิลเฮไลด์)
แอริล เฮไลด์
ไดฮาโลอัลคาเนส	อัลดีไฮด์หรือคีโตน
แอลกอฮอล์จากโลหะ
กรดคาร์บอกซิลิกเฮไลด์	กรดคาร์บอกซิลิก
แอนไฮไดรด์ของกรดคาร์บอกซิลิก	กรดคาร์บอกซิลิก
เอสเทอร์ของกรดคาร์บอกซิลิก	กรดคาร์บอกซิลิกและแอลกอฮอล์
	กลีเซอรีนและกรดคาร์บอกซิลิกที่สูงขึ้น
ได- และพอลิแซ็กคาไรด์	โมโนแซ็กคาไรด์
เปปไทด์และโปรตีน	α-กรดอะมิโน
กรดนิวคลีอิก

2. เขียนสมการจลนศาสตร์ของปฏิกิริยา: 2H2 + O2 = 2H2O 3. อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นกี่ครั้งถ้าค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเท่ากับ 3 และอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 30 องศา? 4. เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น 40 องศา อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น 16 เท่า หาค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ

ภาพที่ 12 จากการนำเสนอ "ความเร็วของปฏิกิริยา"สู่บทเรียนเคมีในหัวข้อ "ปฏิกิริยา"

ขนาด: 960 x 720 พิกเซล, รูปแบบ: jpg. หากต้องการดาวน์โหลดรูปภาพสำหรับบทเรียนเคมีฟรี ให้คลิกขวาที่รูปภาพแล้วคลิก "บันทึกรูปภาพเป็น..." หากต้องการแสดงรูปภาพในบทเรียน คุณยังสามารถดาวน์โหลดงานนำเสนอทั้งหมด "Reaction Speed.ppt" พร้อมรูปภาพทั้งหมดในไฟล์ zip ได้ฟรี ขนาดไฟล์เก็บถาวร - 15 KB

ดาวน์โหลดงานนำเสนอ

ปฏิกิริยา

"ความเร็วของปฏิกิริยา" - ปัจจัยที่มีผลต่อความเร็ว เราเรียนอะไรบ้าง? อิทธิพลของความเข้มข้นของสารตั้งต้น (สำหรับระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน) แถวที่ 3 อุณหภูมิ. อะไรเป็นตัวกำหนดอัตราการเกิดปฏิกิริยา? 2. เขียนสมการจลนศาสตร์ของปฏิกิริยา: 2H2 + O2 = 2H2O การปรากฏตัวของตัวเร่งปฏิกิริยาหรือสารยับยั้ง การแก้ปัญหา. ตัวเร่งปฏิกิริยาและตัวเร่งปฏิกิริยา

"กฎการอนุรักษ์มวลสาร" - 1673 กฎการอนุรักษ์มวลสาร ดัชนี. ดัชนีแสดงจำนวนอะตอมในหน่วยสูตรของสาร เช่นเดียวกับ Boyle นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียทำการทดลองในการตอบโต้แบบปิดผนึก 1789 โรงเรียนมัธยมทั่วไปหมายเลข 36 ตั้งชื่อตาม Kazybek bi โรเบิร์ต บอยล์. ค่าสัมประสิทธิ์ 5n2o 1748 สูตรเคมี. วัตถุประสงค์ของบทเรียน: การสอน - ทดลองพิสูจน์กฎการอนุรักษ์มวลสาร

"การเปลี่ยนแปลงทางกัมมันตภาพรังสี" - เหตุการณ์สำคัญในประวัติศาสตร์ No คือจำนวนนิวเคลียสกัมมันตภาพรังสีในช่วงเวลาเริ่มต้น t คือเวลาการสลายตัว กฎการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี ประสบการณ์. ครึ่งชีวิตคืออะไร? T คือครึ่งชีวิต การวิจัยของรัทเธอร์ฟอร์ด สรุปจากกติกา อะตอมของสารกัมมันตภาพรังสีอาจมีการปรับเปลี่ยนโดยธรรมชาติ ยุคก่อนประวัติศาสตร์ของการวิจัยกัมมันตภาพรังสี

"งานปฏิบัติปฏิกิริยาเคมี" - PPG. H2 - แก๊ส ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น เบากว่าอากาศ 4) Black CuO เป็นสีแดง H2O เกิดขึ้นที่ผนังของหลอดทดลอง หลอดทดลอง. 2) Pure H2 ระเบิดด้วยป๊อปทื่อ H2 พร้อมสิ่งสกปรก - เสียงเห่า 3kcns+feci3=3kci+fe(cns)3 แลกเปลี่ยน เอไอ+เอชซีไอ ลูกบาศ์ก Zn+H2SO4 = การแทนที่ ZnSO4+H2 ตะเกียงแอลกอฮอล์. สังเกตสัญญาณของปฏิกิริยาเคมี

"ปฏิกิริยา" - ลักษณะของกลิ่น ให้ความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับปฏิกิริยาเคมี ปล่อยแก๊ส. อุปกรณ์ : สารละลาย - กรดไฮโดรคลอริกและน้ำปูนขาวชิ้นหินอ่อน ตรวจการบ้าน. ยกตัวอย่างสารที่ซับซ้อน? บทบาทของเคมีในชีวิตมนุษย์ การก่อตัวของตะกอน การปล่อยหรือดูดซับความร้อน

"ทฤษฎีการแยกตัวด้วยไฟฟ้า" - สารธรรมดาทั้งหมด ออกไซด์ทั้งหมดและกรด n/r เบสและเกลือ สวานเต อาร์เรเนียส สารในสารละลาย สารที่มีพันธะไอออนิกและโควาเลนต์ ทฤษฎีการแยกตัวด้วยไฟฟ้า (TED) บทบัญญัติครั้งที่สองของ TED สารที่มีพันธะโควาเลนต์: การวางแนวของไดโพลน้ำ การให้น้ำ? ไอออไนซ์? ความแตกแยก

ทั้งหมดมี 28 การนำเสนอในหัวข้อ

สูตรที่รู้จักกันดีของพื้นฐานของชีวิต-น้ำ โมเลกุลของมันประกอบด้วยไฮโดรเจนสองอะตอมและออกซิเจนหนึ่งตัวซึ่งเขียนเป็น H2O หากมีออกซิเจนเป็นสองเท่าก็จะได้สารที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง - H2O2 มันคืออะไรและสารที่ได้จะแตกต่างจาก "สัมพัทธ์" ของน้ำอย่างไร?

H2O2 - สารนี้คืออะไร?

มาดูรายละเอียดเพิ่มเติมกันดีกว่า H2O2 เป็นสูตรไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ค่ะ สูตรที่ใช้รักษารอยขีดข่วน สีขาว ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ H2O2 - ทางวิทยาศาสตร์

ใช้สารละลายเปอร์ออกไซด์ 3% ในการฆ่าเชื้อ ในรูปแบบบริสุทธิ์หรือเข้มข้น ทำให้เกิดการไหม้ของสารเคมีที่ผิวหนัง สารละลายเปอร์ออกไซด์สามสิบเปอร์เซ็นต์เรียกอีกอย่างว่าเพอร์ไฮโดรล ก่อนหน้านี้เคยใช้ในร้านทำผมเพื่อฟอกสีผม ผิวที่ไหม้เขาก็กลายเป็นสีขาวเช่นกัน

คุณสมบัติทางเคมีของ H2O2

ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นของเหลวไม่มีสีที่มีรส "โลหะ" เป็นตัวทำละลายที่ดีและละลายได้ง่ายในน้ำ อีเทอร์ แอลกอฮอล์

สารละลายเปอร์ออกไซด์สามและหกเปอร์เซ็นต์มักจะเตรียมโดยการเจือจางสารละลายสามสิบเปอร์เซ็นต์ เมื่อเก็บ H2O2 เข้มข้น สารจะสลายตัวด้วยการปล่อยออกซิเจน ดังนั้นจึงไม่ควรเก็บไว้ในภาชนะที่ปิดสนิทเพื่อหลีกเลี่ยงการระเบิด ด้วยความเข้มข้นของเปอร์ออกไซด์ที่ลดลง ความคงตัวของมันจะเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ เพื่อชะลอการสลายตัวของ H2O2 คุณสามารถเพิ่มสารต่างๆ ลงไปได้ เช่น กรดฟอสฟอริกหรือกรดซาลิไซลิก ในการจัดเก็บสารละลายที่มีความเข้มข้นสูง (มากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์) โซเดียมไพโรฟอสเฟตจะถูกเติมลงในเปอร์ออกไซด์ซึ่งทำให้สถานะของสารเสถียรและยังใช้ภาชนะอลูมิเนียม

H2O2 ในปฏิกิริยาเคมีสามารถเป็นได้ทั้งตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์ อย่างไรก็ตาม บ่อยครั้งเปอร์ออกไซด์มีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์ เปอร์ออกไซด์ถือเป็นกรด แต่เป็นกรดที่อ่อนมาก เกลือของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เรียกว่าเปอร์ออกไซด์

เป็นวิธีการรับอ็อกซิเจน

ปฏิกิริยาการสลายตัวของ H2O2 เกิดขึ้นเมื่อสารสัมผัสกับอุณหภูมิสูง (มากกว่า 150 องศาเซลเซียส) ผลที่ได้คือน้ำและออกซิเจน

สูตรปฏิกิริยา - 2 H2O2 + t -> 2 H2O + O2

สถานะออกซิเดชันของ H ใน H 2 O 2 และ H 2 O \u003d +1
สถานะออกซิเดชันของ O: ใน H 2 O 2 \u003d -1 ใน H 2 O \u003d -2 ใน O 2 \u003d 0
2 O -1 - 2e -> O2 0

O -1 + e -> O -2
2 H2O2 = 2 H2O + O2

การสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์อาจเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิห้องหากใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา (สารเคมีที่เร่งปฏิกิริยา)

ในห้องปฏิบัติการ วิธีการหนึ่งในการรับออกซิเจน ร่วมกับการสลายตัวของเกลือเบอร์ทอลเลตหรือโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตคือปฏิกิริยาของการสลายตัวของเปอร์ออกไซด์ ในกรณีนี้ แมงกานีสออกไซด์ (IV) ถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา สารอื่นๆ ที่เร่งการสลายตัวของ H2O2 ได้แก่ ทองแดง แพลตตินัม โซเดียมไฮดรอกไซด์

ประวัติการค้นพบเปอร์ออกไซด์

ขั้นตอนแรกสู่การค้นพบเปอร์ออกไซด์เกิดขึ้นในปี 1790 โดย Alexander Humboldt ชาวเยอรมัน เมื่อเขาค้นพบการเปลี่ยนแปลงของแบเรียมออกไซด์เป็นเปอร์ออกไซด์เมื่อถูกความร้อน กระบวนการนั้นมาพร้อมกับการดูดซึมออกซิเจนจากอากาศ สิบสองปีต่อมานักวิทยาศาสตร์ Tenard และ Gay-Lussac ได้ทำการทดลองเกี่ยวกับการเผาไหม้ของโลหะอัลคาไลด้วยออกซิเจนส่วนเกินซึ่งเป็นผลมาจากการได้รับโซเดียมเปอร์ออกไซด์ แต่ต่อมาได้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในปี ค.ศ. 1818 เมื่อ Louis Tenard ศึกษาผลกระทบของกรดต่อโลหะ จำเป็นต้องมีออกซิเจนในปริมาณต่ำเพื่อปฏิสัมพันธ์ที่เสถียร การทดลองยืนยันด้วยแบเรียมเปอร์ออกไซด์และกรดซัลฟิวริก นักวิทยาศาสตร์ได้เติมน้ำ ไฮโดรเจนคลอไรด์ และน้ำแข็งลงไป หลังจากนั้นไม่นาน Tenar ก็พบการหยดตัวแข็งตัวเล็กๆ บนผนังของภาชนะที่มีแบเรียมเปอร์ออกไซด์ เห็นได้ชัดว่าเป็น H2O2 จากนั้นจึงตั้งชื่อให้ H2O2 ว่า "น้ำออกซิไดซ์" นี่คือไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ซึ่งเป็นของเหลวไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ระเหยแทบไม่ได้ ซึ่งละลายสารอื่นๆ ได้ดี ผลของปฏิกิริยาระหว่าง H2O2 และ H2O2 คือปฏิกิริยาการแตกตัว เปอร์ออกไซด์สามารถละลายได้ในน้ำ

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจคือมีการค้นพบคุณสมบัติของสารใหม่อย่างรวดเร็ว ทำให้สามารถใช้ในงานฟื้นฟูได้ Tenard เองใช้เปอร์ออกไซด์ฟื้นฟูภาพวาดของราฟาเอลซึ่งมืดลงตามกาลเวลา

ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในศตวรรษที่ 20

หลังจากศึกษาสารที่ได้อย่างละเอียดถี่ถ้วนแล้วจึงเริ่มผลิตในระดับอุตสาหกรรม ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 มีการแนะนำเทคโนโลยีไฟฟ้าเคมีสำหรับการผลิตเปอร์ออกไซด์โดยใช้กระบวนการอิเล็กโทรลิซิส แต่อายุการเก็บรักษาของสารที่ได้จากวิธีนี้มีน้อย ประมาณสองสามสัปดาห์ เปอร์ออกไซด์บริสุทธิ์นั้นไม่เสถียร และส่วนใหญ่ผลิตขึ้นในระดับความเข้มข้นสามสิบเปอร์เซ็นต์สำหรับผ้าฟอกขาว และในสามหรือหกเปอร์เซ็นต์สำหรับใช้ในบ้าน

นักวิทยาศาสตร์ในนาซีเยอรมนีใช้เปอร์ออกไซด์เพื่อสร้างเครื่องยนต์จรวดเชื้อเพลิงเหลวที่ใช้เพื่อการป้องกันในสงครามโลกครั้งที่สอง อันเป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันของ H2O2 และเมทานอล / ไฮดราซีน ได้รับเชื้อเพลิงอันทรงพลังซึ่งเครื่องบินมีความเร็วมากกว่า 950 กม. / ชม.

ตอนนี้ H2O2 ใช้ที่ไหน?

• ในการแพทย์ - สำหรับการรักษาบาดแผล;
• ในอุตสาหกรรมเยื่อกระดาษและกระดาษใช้คุณสมบัติการฟอกขาวของสาร
• ในอุตสาหกรรมสิ่งทอ ผ้าธรรมชาติและใยสังเคราะห์ ขน ขนสัตว์ ถูกฟอกด้วยเปอร์ออกไซด์
• เป็นเชื้อเพลิงจรวดหรือตัวออกซิไดเซอร์
• ในวิชาเคมี - เพื่อผลิตออกซิเจนในฐานะตัวแทนฟองสำหรับการผลิตวัสดุที่มีรูพรุนเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหรือสารเติมไฮโดรเจน
• สำหรับการผลิตสารฆ่าเชื้อหรือสารทำความสะอาด สารฟอกขาว
• สำหรับการฟอกสีผม (เป็นวิธีที่ล้าสมัยเนื่องจากผมได้รับความเสียหายอย่างรุนแรงจากเปอร์ออกไซด์);

ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สามารถใช้แก้ปัญหาต่างๆ ในครัวเรือนได้สำเร็จ แต่สามารถใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ได้เพียง 3% เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ มีวิธีดังต่อไปนี้

• ในการทำความสะอาดพื้นผิว ให้เทเปอร์ออกไซด์ลงในภาชนะที่มีขวดสเปรย์แล้วฉีดพ่นบริเวณที่ปนเปื้อน
• สำหรับการฆ่าเชื้อวัตถุต้องเช็ดด้วยสารละลาย H2O2 ที่ไม่เจือปน ซึ่งจะช่วยชำระล้างจุลินทรีย์ที่เป็นอันตราย ฟองน้ำสำหรับล้างสามารถแช่ในน้ำที่มีเปอร์ออกไซด์ (สัดส่วน 1:1)
• หากต้องการฟอกผ้าเมื่อซักผ้าขาว ให้เติมแก้วเปอร์ออกไซด์ คุณยังสามารถล้างผ้าขาวในน้ำผสม H2O2 หนึ่งแก้ว วิธีนี้ช่วยคืนความขาว ป้องกันผ้าไม่ให้เหลือง และช่วยขจัดคราบฝังแน่น
• เพื่อต่อสู้กับเชื้อราและโรคราน้ำค้าง ให้ผสมเปอร์ออกไซด์กับน้ำในขวดสเปรย์ในอัตราส่วน 1:2 ฉีดส่วนผสมที่ได้ลงบนพื้นผิวที่ติดเชื้อ และทำความสะอาดด้วยแปรงหรือฟองน้ำหลังจากผ่านไป 10 นาที
• คุณสามารถปรับปรุงยาแนวที่มีสีเข้มในกระเบื้องได้โดยการพ่นเปอร์ออกไซด์ในบริเวณที่ต้องการ หลังจากผ่านไป 30 นาที คุณต้องถูพวกเขาด้วยแปรงแข็งๆ
• หากต้องการล้างจาน ให้เติม H2O2 ครึ่งแก้วลงในอ่างน้ำ (หรืออ่างที่มีท่อระบายน้ำปิดอยู่) ถ้วยและจานที่ล้างด้วยสารละลายดังกล่าวจะส่องประกายด้วยความสะอาด
• ในการทำความสะอาดแปรงสีฟัน คุณต้องจุ่มแปรงสีฟันในสารละลายเปอร์ออกไซด์ 3% ที่ไม่เจือปน จากนั้นล้างออกด้วยน้ำไหลแรง วิธีนี้จะฆ่าเชื้อรายการสุขอนามัยได้ดี
• ในการฆ่าเชื้อผักและผลไม้ที่ซื้อมา ให้ฉีดสารละลายเปอร์ออกไซด์ 1 ส่วนกับน้ำ 1 ส่วน จากนั้นล้างออกด้วยน้ำสะอาด (อาจเย็นได้)
• ในเขตชานเมืองด้วยความช่วยเหลือของ H2O2 คุณสามารถต่อสู้กับโรคพืชได้ คุณต้องฉีดพ่นด้วยสารละลายเปอร์ออกไซด์หรือแช่เมล็ดก่อนปลูกในน้ำ 4.5 ลิตรผสมกับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ 40 เปอร์เซ็นต์ 30 มล.
• ในการชุบชีวิตปลาในตู้ปลา หากพวกมันถูกพิษจากแอมโมเนีย ขาดอากาศหายใจเมื่อปิดการเติมอากาศ หรือด้วยเหตุผลอื่น คุณสามารถลองวางพวกมันลงในน้ำด้วยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ จำเป็นต้องผสมเปอร์ออกไซด์ 3% กับน้ำในอัตรา 30 มล. ต่อ 100 ลิตรแล้วใส่ลงในส่วนผสมของปลาที่ไม่มีชีวิตเป็นเวลา 15-20 นาที หากพวกเขาไม่กลับมามีชีวิตในช่วงเวลานี้การรักษาก็ไม่ได้ช่วยอะไร

แม้จะเป็นผลมาจากการเขย่าขวดน้ำอย่างแรง แต่ก็มีเปอร์ออกไซด์จำนวนหนึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากน้ำจะอิ่มตัวด้วยออกซิเจนในระหว่างการกระทำนี้

ผักและผลไม้สดยังมี H2O2 อยู่จนกว่าจะสุก ในระหว่างการให้ความร้อน การต้ม การคั่ว และกระบวนการอื่นๆ ที่มีอุณหภูมิสูงร่วมด้วย ออกซิเจนจำนวนมากจะถูกทำลาย นั่นคือเหตุผลที่อาหารที่ปรุงแล้วถือว่าไม่มีประโยชน์แม้ว่าวิตามินบางส่วนจะยังคงอยู่ในนั้น น้ำผลไม้คั้นสดหรือค็อกเทลออกซิเจนที่เสิร์ฟในโรงพยาบาลมีประโยชน์ด้วยเหตุผลเดียวกัน - เนื่องจากความอิ่มตัวของออกซิเจนซึ่งทำให้ร่างกายมีความแข็งแรงใหม่และทำความสะอาด

อันตรายจากเปอร์ออกไซด์เมื่อกลืนกิน

หลังจากข้างต้น อาจดูเหมือนว่าเปอร์ออกไซด์สามารถรับประทานได้โดยเฉพาะ ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อร่างกาย แต่นั่นไม่ใช่กรณีเลย ในน้ำหรือน้ำผลไม้ สารประกอบนี้พบได้ในปริมาณที่น้อยที่สุดและมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับสารอื่นๆ การนำไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่ "ผิดธรรมชาติ" เข้าไป (และเปอร์ออกไซด์ทั้งหมดที่ซื้อในร้านค้าหรือที่ผลิตขึ้นจากการทดลองทางเคมีด้วยตัวเองไม่ถือว่าเป็นธรรมชาติ นอกจากนี้ มีความเข้มข้นสูงเกินไปเมื่อเทียบกับธรรมชาติ) อาจเป็นอันตรายถึงชีวิตและ ผลที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพ เพื่อให้เข้าใจเหตุผล คุณต้องหันมาใช้วิชาเคมีอีกครั้ง

ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์จะสลายตัวและปล่อยออกซิเจน ซึ่งเป็นตัวออกซิไดซ์ที่ทำงานอยู่ สามารถเกิดขึ้นเมื่อ H2O2 ชนกับเปอร์ออกซิเดส ซึ่งเป็นเอนไซม์ภายในเซลล์ การใช้เปอร์ออกไซด์ในการฆ่าเชื้อนั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติในการออกซิไดซ์ ดังนั้น เมื่อรักษาบาดแผลด้วย H2O2 ออกซิเจนที่ปล่อยออกมาจะทำลายจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคที่มีชีวิตที่เข้าสู่บาดแผล มีผลเช่นเดียวกันกับเซลล์ที่มีชีวิตอื่นๆ หากคุณรักษาผิวที่ไม่เสียหายด้วยเปอร์ออกไซด์ แล้วเช็ดบริเวณนั้นด้วยแอลกอฮอล์ คุณจะรู้สึกแสบร้อน ซึ่งยืนยันว่ามีความเสียหายระดับจุลภาคหลังจากเปอร์ออกไซด์ แต่ด้วยการใช้เปอร์ออกไซด์ภายนอกที่ความเข้มข้นต่ำจะไม่เป็นอันตรายต่อร่างกายอย่างเห็นได้ชัด

อีกอย่างถ้าลองเอาเข้าไป สารนั้นซึ่งสามารถทำลายผิวที่ค่อนข้างหนาได้จากภายนอก เข้าสู่เยื่อเมือกของทางเดินอาหาร นั่นคือ สารเคมีไหม้ขนาดเล็กเกิดขึ้น แน่นอน ตัวออกซิไดซ์ที่ปล่อยออกมา - ออกซิเจน - ยังสามารถฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายได้ แต่กระบวนการเดียวกันนี้จะเกิดขึ้นกับเซลล์ของทางเดินอาหาร หากการเผาไหม้อันเป็นผลมาจากการกระทำของสารออกซิไดซ์ซ้ำแล้วซ้ำอีก การฝ่อของเยื่อเมือกก็เป็นไปได้ และนี่เป็นก้าวแรกสู่การเป็นมะเร็ง การตายของเซลล์ในลำไส้ทำให้ร่างกายไม่สามารถดูดซับสารอาหารได้ ตัวอย่างเช่น การลดน้ำหนักและการหายของอาการท้องผูกในบางคนที่ฝึก "การรักษา" เปอร์ออกไซด์

ต้องพูดถึงวิธีการใช้เปอร์ออกไซด์เช่นการฉีดเข้าเส้นเลือดดำแยกกัน แม้ว่าแพทย์จะสั่งจ่ายยาด้วยเหตุผลบางอย่าง (สามารถพิสูจน์ได้เฉพาะในกรณีที่มีเลือดเป็นพิษเมื่อไม่มียาที่เหมาะสมอื่น ๆ ) จากนั้นภายใต้การดูแลของแพทย์และด้วยการคำนวณปริมาณอย่างเข้มงวดก็ยังมีความเสี่ยง แต่ในสถานการณ์ที่รุนแรงเช่นนี้ จะเป็นโอกาสในการฟื้นตัว ไม่ว่าในกรณีใดคุณควรกำหนดให้ฉีดไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ H2O2 ก่อให้เกิดอันตรายอย่างยิ่งต่อเซลล์เม็ดเลือด - เม็ดเลือดแดงและเกล็ดเลือด เนื่องจากจะทำลายเซลล์เหล่านี้เมื่อเข้าสู่กระแสเลือด นอกจากนี้ อาจเกิดการอุดตันของหลอดเลือดอย่างร้ายแรงจากการปล่อยออกซิเจน - ก๊าซอุดตัน

มาตรการความปลอดภัยในการจัดการกับ H2O2

• เก็บให้พ้นมือเด็กและคนไร้ความสามารถ การขาดกลิ่นและรสที่เด่นชัดทำให้เปอร์ออกไซด์เป็นอันตรายอย่างยิ่งสำหรับพวกเขา เนื่องจากสามารถรับประทานในปริมาณมากได้ หากกลืนกินสารละลายเข้าไป ผลที่ตามมาของการใช้อาจคาดเดาไม่ได้ คุณต้องปรึกษาแพทย์ทันที
• สารละลายเปอร์ออกไซด์ที่มีความเข้มข้นมากกว่าสามเปอร์เซ็นต์ทำให้เกิดแผลไหม้หากสัมผัสกับผิวหนัง บริเวณที่ไหม้ควรล้างด้วยน้ำปริมาณมาก

• อย่าให้สารละลายเปอร์ออกไซด์เข้าตา เนื่องจากมีอาการบวม แดง ระคายเคือง และบางครั้งอาจเจ็บปวด การปฐมพยาบาลก่อนไปพบแพทย์ - ล้างตาด้วยน้ำปริมาณมาก
• เก็บสารในลักษณะที่ชัดเจนว่าเป็น H2O2 กล่าวคือ ในภาชนะที่มีสติกเกอร์เพื่อหลีกเลี่ยงการใช้ในทางที่ผิด
• สภาพการเก็บรักษาที่ยืดอายุการใช้งานคือที่มืด แห้ง และเย็น
• ห้ามผสมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์กับของเหลวใดๆ นอกเหนือจากน้ำบริสุทธิ์ รวมทั้งน้ำประปาที่มีคลอรีน
• จากทั้งหมดที่กล่าวมาไม่เพียงใช้กับ H2O2 เท่านั้น แต่ยังใช้กับการเตรียมการทั้งหมดที่มี

2Н2 + О2 ––> 2Н2О

ความเข้มข้นของไฮโดรเจน ออกซิเจน และน้ำจะแตกต่างกันไปตามองศา: ΔС(Н2) = ΔС(Н2О) = 2 ΔС(О2)

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย: ลักษณะของสารตั้งต้น ความเข้มข้น อุณหภูมิ ลักษณะของตัวทำละลาย ฯลฯ

2.1.1 สมการจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาเคมี ลำดับปฏิกิริยา

งานที่ต้องเผชิญกับจลนพลศาสตร์ทางเคมีคือการกำหนดองค์ประกอบของส่วนผสมของปฏิกิริยา (เช่น ความเข้มข้นของสารตั้งต้นทั้งหมด) ได้ตลอดเวลา ซึ่งจำเป็นต้องทราบอัตราการเกิดปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับความเข้มข้น โดยทั่วไป ยิ่งความเข้มข้นของสารตั้งต้นมากเท่าใด อัตราของปฏิกิริยาเคมีก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น พื้นฐานของจลนพลศาสตร์เคมีคือสิ่งที่เรียกว่า หลักการพื้นฐานของจลนพลศาสตร์เคมี:

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของความเข้มข้นของสารตั้งต้น ซึ่งถ่ายได้ในระดับหนึ่ง

เช่น สำหรับปฏิกิริยา

aA + bB + dD + . ––> eE + .

สามารถเขียนได้:

สัมประสิทธิ์ของสัดส่วน k คือค่าคงที่อัตราของปฏิกิริยาเคมี ค่าคงที่อัตราเป็นตัวเลขเท่ากับอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ความเข้มข้นของสารตั้งต้นทั้งหมดเท่ากับ 1 โมลต่อลิตร

การพึ่งพาอัตราการเกิดปฏิกิริยากับความเข้มข้นของสารตั้งต้นถูกกำหนดโดยการทดลองและเรียกว่าสมการจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาเคมี เห็นได้ชัดว่าเพื่อที่จะเขียนสมการจลนศาสตร์ จำเป็นต้องทดลองกำหนดค่าของอัตราคงที่และเลขชี้กำลังที่ความเข้มข้นของสารตั้งต้นในการทดลอง เลขชี้กำลังที่ความเข้มข้นของสารที่ทำปฏิกิริยาแต่ละชนิดในสมการจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาเคมี (ในสมการ (II.4) ตามลำดับ x, y และ z) เป็นลำดับเฉพาะของปฏิกิริยาสำหรับส่วนประกอบนี้ ผลรวมของเลขชี้กำลังในสมการจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาเคมี (x + y + z) แสดงถึงลำดับโดยรวมของปฏิกิริยา ควรเน้นว่าลำดับปฏิกิริยาถูกกำหนดจากข้อมูลการทดลองเท่านั้น และไม่เกี่ยวข้องกับสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ของสารตั้งต้นในสมการปฏิกิริยา สมการปฏิกิริยาปริมาณสัมพันธ์เป็นสมการสมดุลของวัสดุและไม่มีทางกำหนดธรรมชาติของเส้นทางของปฏิกิริยานี้ได้ทันเวลา

ในจลนพลศาสตร์เคมี เป็นเรื่องปกติที่จะจำแนกปฏิกิริยาตามลำดับโดยรวมของปฏิกิริยา ให้เราพิจารณาการพึ่งพาความเข้มข้นของสารตั้งต้นตรงเวลาสำหรับปฏิกิริยาทางเดียวที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ของลำดับศูนย์ ที่หนึ่ง และที่สอง

2.1.2 ปฏิกิริยาไม่มีลำดับ

สำหรับปฏิกิริยาไม่มีอันดับ สมการจลนศาสตร์มีรูปแบบดังนี้:

อัตราของปฏิกิริยาเป็นศูนย์จะคงที่ในเวลาและไม่ขึ้นกับความเข้มข้นของสารตั้งต้น นี่เป็นลักษณะของปฏิกิริยาต่างกัน (เกิดขึ้นที่ส่วนต่อประสาน) ในกรณีที่อัตราการแพร่ของรีเอเจนต์ไปยังพื้นผิวน้อยกว่าอัตราการเปลี่ยนแปลงทางเคมี

2.1.3 ปฏิกิริยาลำดับแรก

ให้เราพิจารณาการพึ่งพาเวลาของความเข้มข้นของสารตั้งต้น A สำหรับกรณีของปฏิกิริยาลำดับที่หนึ่ง A --> B ปฏิกิริยาลำดับที่หนึ่งแสดงลักษณะเฉพาะด้วยสมการจลนศาสตร์ของรูปแบบ (II.6) เราแทนที่นิพจน์ (II.2) เข้าไป:

(II.7)

หลังจากรวมนิพจน์ (II.7) เราได้รับ:

เรากำหนดค่าคงที่ของการรวม g จากเงื่อนไขเริ่มต้น: ณ เวลา t = 0 ความเข้มข้น С เท่ากับความเข้มข้นเริ่มต้น Сo จากนี้ไป g = ln Co. เราได้รับ:

ข้าว. 2.3การพึ่งพาลอการิทึมของความเข้มข้นตรงเวลาสำหรับปฏิกิริยาของลำดับที่หนึ่ง

ดังนั้น ลอการิทึมของความเข้มข้นสำหรับปฏิกิริยาลำดับที่หนึ่งขึ้นอยู่กับเวลาเชิงเส้นตรง (รูปที่ 2.3) และค่าคงที่อัตราจะเท่ากับตัวเลขแทนเจนต์ของความชันของเส้นตรงไปยังแกนเวลา

จากสมการ (II.9) เป็นเรื่องง่ายที่จะได้นิพจน์สำหรับค่าคงที่อัตราของปฏิกิริยาลำดับที่หนึ่งแบบทางเดียว:

ลักษณะจลนศาสตร์อีกประการของปฏิกิริยาคือครึ่งชีวิต t1 / 2 - เวลาที่ความเข้มข้นของสารตั้งต้นลดลงครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับของเดิม ให้แสดง t1/2 สำหรับปฏิกิริยาลำดับแรก โดยพิจารณาว่า С = ½Сo:

(II.12)

ดังที่เห็นได้จากนิพจน์ที่ได้รับ ค่าครึ่งชีวิตของปฏิกิริยาลำดับที่หนึ่งไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นเริ่มต้นของวัสดุตั้งต้น

2.1.4 ปฏิกิริยาลำดับที่สอง

สำหรับปฏิกิริยาอันดับสอง สมการจลนศาสตร์มีรูปแบบดังนี้:

ให้เราพิจารณากรณีที่ง่ายที่สุดเมื่อสมการจลนศาสตร์มีรูปแบบ (II.14) หรือสิ่งที่เหมือนกันในสมการของรูปแบบ (II.15) ความเข้มข้นของสารตั้งต้นจะเท่ากัน สมการ (II.14) ในกรณีนี้สามารถเขียนใหม่ได้ดังนี้:

(II.16)

หลังจากแยกตัวแปรและการรวมเข้าด้วยกัน เราจะได้:

ค่าคงที่การรวม g ดังเช่นในกรณีก่อนหน้านี้ ถูกกำหนดจากเงื่อนไขเริ่มต้น เราได้รับ:

ดังนั้น สำหรับปฏิกิริยาอันดับสองที่มีสมการจลนศาสตร์ของรูปแบบ (II.14) การพึ่งพาอาศัยเชิงเส้นของความเข้มข้นส่วนกลับตรงเวลาจึงเป็นลักษณะเฉพาะ (รูปที่ 2.4) และค่าคงที่อัตราเท่ากับแทนเจนต์ของความชันของ เส้นตรงไปยังแกนเวลา:

(II.20)

ข้าว. 2.4ความเข้มข้นซึ่งกันและกันกับเวลาสำหรับปฏิกิริยาลำดับที่สอง

หากความเข้มข้นเริ่มต้นของสารตั้งต้น Co,A และ Co,B ต่างกัน จะพบค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาโดยสมการบูรณาการ (II.21) ซึ่ง CA และ CB คือความเข้มข้นของสารตั้งต้น ณ เวลา t ตั้งแต่เริ่มต้น ของปฏิกิริยา:

(II.21)

ในกรณีนี้ สำหรับค่าคงที่อัตรา เราจะได้นิพจน์