Tips 1: Hur man bestämmer reaktionstemperaturen

Gymnasieångest: När ska du bestämma dig? (Mars 2019).

Anonim

Temperaturen för en kemisk reaktion är en av de viktigaste faktorerna som påverkar dess hastighet. Enligt Vant-Hoff-regeln ökar hastigheten för en homogen elementär reaktion två till fyra gånger när temperaturen stiger med 10 grader. Det bör noteras att denna regel endast gäller i ett relativt snävt temperaturområde och är inte tillämpligt för stora molekylmängder - till exempel i fallet med polymerer eller proteiner. Hur bestämmer man temperaturen för en kemisk reaktion ?

Du behöver

  • - Trehalsad kolv av eldfast glas med tunna sektioner;
  • - dropptratt med tunn sektion
  • - Lång laboratorietermometer med tunn sektion (mätintervall - från 100 till 200 grader);
  • - brännare med sandbad
  • - Allt du behöver för att samla destillatet (adapter, kylskåp, mottagningstank);
  • - koncentrerad svavelsyra
  • - koncentrerad ättiksyra
  • - etylalkohol

instruktion

1

Tänk på ett specifikt exempel - syntesen av etylacetat under förestringsreaktionen. I en kolv, vars botten placeras i ett sandbad, häll lika volymer etanol och svavelsyra (antar 10 ml vardera). I en av "halsen" sätter du i en termometer. Men observera att det är nödvändigt att hämta en termometer i förväg så länge att dess kvicksilverspets är i blandningen, men berör inte bottnen av kolven. Sätt tillsättningstrattet in i andra halsen. Genom den centrala "halsen" kommer ett par reaktionsprodukter att vara.

2

Värm etanol och svavelsyra i ett sandbad till 140 grader, och börja sedan droppe i en blandning av etylalkohol och ättiksyra.

3

Snart börjar det kondenserade destillatet samlas i mottagningstanken. Detta innebär att etylacetat har börjat bilda. Med hjälp av en termometer kan du bestämma vid vilken temperatur blandningen reagerar.

4

I vissa fall är det möjligt att bestämma temperaturen för en kemisk reaktion med hjälp av Gibbs energiformel: ΔG = ΔH-TΔS. Värdet av Gibbs energi, enthalpi och entropi av många specifika reaktioner finns lätt i någon referensbok om kemisk termodynamik. Endast värdet T kommer att förbli okänt - reaktionstemperaturen i grader Kelvin, som mycket lätt kan beräknas med formeln: T = (ΔH - ΔG) / ΔS.

Var uppmärksam

Koncentrerad svavelsyra är mycket kaustisk! Under arbetet med det är det nödvändigt att följa alla försiktighetsåtgärder. Innan du börjar arbeta, kontrollera noggrant kolcens integritet. Även de minsta sprickorna är oacceptabla.

Bra råd

Temperaturen påverkar direkt förändringen av reaktionen i en eller annan riktning i enlighet med Le Chateliers princip. Om reaktionen är endoterm, fortsätter den med absorptionen av värme, en ökning av temperaturen bidrar till dess mer fullständiga flöde (bildning av reaktionsprodukter). Om reaktionen är exoterm (åtföljd av värmeavgivning), kommer dess mer kompletta kurs, tvärtom, att bidra till en minskning av temperaturen.

Tips 2: Så här bestämmer du entropin

Entropi är en mystisk fysisk kvantitet. Hon har flera definitioner som ges av olika forskare vid olika tidpunkter. Begreppet entropi förekommer i en rad olika problem med fysik och relaterade discipliner. Därför är det mycket viktigt att veta vad entropi är och hur man definierar det.

instruktion

1

Det första konceptet entropi introducerades av forskaren Rudolf Clausius 1865. Han kallade entropi ett mått på värmeavledning under några termodynamiska processer. Den exakta formeln för denna termodynamiska entropi är enligt följande: ΔS = ΔQ / T. Här är ΔS entropiökningen i den beskrivna processen, ΔQ är mängden värme som överförs till systemet eller tas bort från den, T är den absoluta systemtemperaturen (mätt i Kelvin). För de två första början av termodynamiken kan vi inte säga mer om entropi. De mäter endast dess inkrement, men inte det absoluta värdet. Den tredje början anger att när temperaturen närmar sig absolut noll tenderar entropin också att nollas. Således ger den en utgångspunkt för mätning av entropi. Men i de flesta verkliga experimenten är forskare intresserade av exakt förändringen i entropi i varje specifik process, och inte dess exakta värden vid början och slutet av processen.

2

Ludwig Boltzmann och Max Planck gav en annan definition av samma entropi. Genom att tillämpa ett statistiskt synsätt kom de fram till att entropi är ett mått på systemet som närmar sig det mest troliga tillståndet. Det maximala möjliga är i sin tur exakt det tillstånd som uppnås med det maximala antalet alternativ. I ett klassiskt mentalt experiment med ett biljardbord, där bollar rör sig slumpmässigt, är det uppenbart att tillståndet för detta "sharodynamiska system" är minst sannolikt när alla bollarna är i ena hälften av bordet. Upp till bollarnas placering är den implementerad på ett och annat sätt. Mest sannolikt är det tillstånd där bollarna är jämnt fördelade över hela bordets yta. Följaktligen är systemets entropi i det första tillståndet minimal och i det andra är det maximalt. Största delen av tiden kommer systemet att exakt verka i ett tillstånd med maximal entropi. Den statistiska formeln för bestämning av entropi är följande: S = k * ln (Ω), där k är Boltzmann-konstanten (1, 38 * 10 ^ (-23) J / K) och Ω är den statistiska vikten för systemtillståndet.

3

Termodynamiken hävdar med sin andra lag att i alla processer minskar inte entropin i systemet. Det statistiska tillvägagångssättet säger emellertid att även de mest otroliga staterna fortfarande kan realiseras, vilket innebär att fluktuationer är möjliga då systemets entropi kan minska. Den andra lagen om termodynamik är fortfarande giltig, men bara om vi tittar på hela bilden under en stor tidsperiod.

4

Rudolf Clausius, med utgångspunkt i termodynamikens andra lag, lägger fram hypotesen om universals termiska död, då över tiden kommer alla former av energi att överföras till värme, och det kommer att fördelas jämnt över hela världen och livet blir omöjligt. Därefter åberopades denna hypotes: Clausius tog inte hänsyn till gravitationens inverkan i hans beräkningar, varför bilden som han målade inte alls var det mest troliga tillståndet i universum.

5

Entropi kallas ibland måttet av störning, eftersom det mest troliga tillståndet vanligtvis är mindre strukturerat jämfört med andra. Men denna förståelse är inte alltid sann. Till exempel är en iskristall mer ordnad än vatten, men det är ett tillstånd med större entropi.

  • Akademisk ordbok - Entropi

Tips 3: Hur man bestämmer blandningens temperatur

Även om det är allmänt trott att flaskmatning är mycket lättare än amning, möter mammor av artificiella barn ett antal nyanser. Till exempel måste du kontrollera barnmassans temperatur varje gång så att du inte brinner barnet av misstag.

instruktion

1

Vetenskapen som studerar förändringen i reagenskoncentration per tidsenhet kallas kemisk kinetik. Förutom hastigheten handlar disciplinen om undersökningen av de faktorer som det beror på.

2

För att ta reda på koncentrationen av ett lösningsmedel behöver du veta hur många mol per mängd vatten som har upplösts. Om dessa värden inte ges till dig i problemställningen, väga ämnet och dividera det resulterande värdet med molmassan. Koncentrationen av ämnen har en måttenhet mol / liter.

3

För att beräkna hastigheten på en kemisk reaktion behöver du kännedom om reagensens initiala och slutliga koncentration. Dra det andra resultatet från det första, och du kommer att veta hur mycket av ämnet som har konsumeras. Denna siffra måste delas med antalet sekunder för vilka dessa ändringar har hänt. Matematiskt ser formeln ut som υ = ΔC /Δt, där C är skillnaden i koncentrationer och t är tidsintervallet.

4

Koncentrationen av ett ämne uttrycks i mol dividerat med liter, tid - i sekunder. Därför mäts hastigheten för kemisk reaktion i mol / l.x sek.

5

Mängden kemisk reaktion kan beräknas med den mängd produkt som bildas. Ta noll för den ursprungliga koncentrationen och multiplicera det negativa resultatet med -1.

6

Den kemiska reaktionshastigheten är variabel. I början, när koncentrationen av ämnen är högst, kolliderar partiklarna mycket ofta med varandra, vilket resulterar i att slutprodukten bildas snabbare. Då sänks reaktionshastigheten . Kemister har infört begreppet "reaktionshastighetskonstant". Detta är ett värde som är numeriskt lika med reaktionshastigheten vid en tidpunkt då koncentrationen av ämnen når 1 mol / liter. Det finns en konstant enligt Arrhenius ekvationen: k = Ae till kraften -Ea / Rt, där A är molekylernas kollisionsfrekvens, R är universalgaskonstanten, Ea är aktiveringsenergin och t är temperaturen.