Химиялық реакцияның жылдамдығына әр түрлі факторлардың әсері

Химия пәнінен ашық сабақтар

Сабақ тақырыбы: §4.2. химиялық реакцияның жылдамдығына әр түрлі факторлардың әсері

Сабақ мақсаты:

1.Білімділік: химиялық реакциялардың жыл­дамдығы туралы оқушылардың білімдерін тереңдету және жүйелеу; гомогенді және гетерогенді реакциялардың жылдамдығына әсер ететін факторларды түсіндру; әрекетесуші массалар заңы тұжырымдау.

2.Дамытушылық: химиялық реакция жылдамдығын әр түрлі факторлар әсер еткенде жылдамдықтың өзгеріуін есептей біліу білігін қалыптастыру

3.Тәрбиелік:оқыушылардың білімділікке, жылдамдыққа, байқампаздыққа, адамгершілікке тәрбиелеу.

Сабақтың типі:Жаңа біліммен дағдыны меңгеріу сабағы.

Сабақтың әдісі:Жаңа сабақты түсіндіріу. Сұрақ-жауап

Сабақтың жабдықталуы: интерактивтік тақта, көрнекілік көрсету

Сабақтың барысы:

  1. үйымдастыру (2минут)
  2. үй тапсырмасын тексеру. (5минут)
  3. Жаңа сабақ. (30минут)
  4. Жаңа сабақты бекіту. (5минут)
  5. Үй тапсырмасы. (1минут)
  6. Білімді бағалау. (1минут)
  7. Сабақты қортыу. (1минут)

Сабақ барысы:

I  ұйымдастыру кезеңі

а) оқушылардың сабаққа даярлығын тексеру

б) оқушыларды түгендеу

в) оқушылардың назарын сабақ барысына білім алуға бағыттап, біріңғай талап қою.

II үй тапсырмасын тексеру:

  1. Гомогенді және гетерогенді реакцияларға бірнеше мысалдар келтіріңдер.

Химиялық реакциялардың тендеулерін жазыңдар.

Жауабы: гомогенді реакция дегеніміз бі фазада жүретін химиялық реакция. Мысалы: 2H2(г) + O2(г) = 2H2O;

Гетрогенді реакция дегеніміз әр түрлі базада жүретін химиялық реакция.мысалы: NH3(г) +H2O(с) =NH4OH

  1. Гомогенді реакцияның жылдамдығын сипаттайтын математикалық өрнекті

жазыңдар.

  1. Гетерогенді реакцияның жылдамдығын сипаттайтын математикалық өрнекті жазыңдар.
  2. Гетрогенді жүйеде әрекеттесу қандай негізгі сатылардан тұрады? химиялық реакцияның жылдамдығын лимиттеуші сатысы деген не? Жауабы: әрекеттесуші заттарды жанасу бетіне жеткізу v1

Бетте жүретін  химиялық реакция v2;

беттен реакция өнімін алып кету v3.

Реакция жылдамдығын анықтайтын сатыны лимиттеуші саты деп аталады.

III  Жаңа білімді меңгерту

химиялық реакцияның жылдамдығына әр түрлі факторлар әсері етеді:

  • әрекеттесуші заттар табиғатының әсері.
  • Концентрацияның әсері.
  • Температураның әсері.
  • химиялық реакцияға катализатордың әсері

Әрекеттесуші заттар табиғатының әсері Оттекттің сутекпен әрекетесуі тез өтеді, ал азоттың сол сутекпен әрекеттесуі өте баяу жүреді. Азот молекуласындағы байланысты бүзу үшін 942 кДж/моль энергия, ал оттек молекуласына 494 кДж/моль қажет. Беріктеу азот молекуласы реакцияға қиын түседі, мұндай реакцияның жылдамдығы төмендеу болады.

 

Концентрацияның әсері.

Тәжірибе: аз мөлшерде бор салынған екі пробиркаға жеке- жеке 1моль/л түз қышқылынан 10мл және 0,1 моль/л тұз қышқылынан 10мл құйып, пайда болған құбылысты бақылайық.

Тәжірибеден, 1моль/л түз қышқылы құйылған пробиркада көп мөлшерде газ көпіршігі шығады, ал 0,1 моль/л тұз қышқылы құйылған пробиркада  газ көпіршігі өте баяу пайда болатынын көріуге болады.

Концентрациясы жоғары түз қышқылының бор мен әрекеттескен кездегі реакция жылдамдығы концентрациясы төмен түз қышқылының бор мен реакцияласқан кездегі реакция жылдамдығы үлкен болатындығы түсіндіреді.

Температура мен қысым тұрақты болған жағдайда заттың концентрациясы артса реакция жылдамдығыда артады

Химиялық реакция барысы – реакцияға қатысақан заттар молекуласындағы атомдардың қайтадан бірігіп түзілген зат молекуласына айналыу барысы. Көне байланыстың ұзіліп, жаңа байланыстың қалыптасуы реакцияға қатысқан заттардың молекуласы(иондары) өзара соғылысуы арқылы жүзеге асады, егер реакцияға қатысқан заттың молекулалары (иондары) өзара жанаспаса, соқтығыспаса химиялық реакцияның пайда болыуы мүмкін емес, сондықтан, реакцияға қатысқан зат молекуллалар арасындағы соқтығысу – реакцияласудың алғы шарты.

Мысал ретінде газдар арасында жүретін химиялық реакцияны қарастырайық.

әрқандай газ молекулаларының арасындағы соқтығысу реттік саны өте жоғары болады. Егер әр реттік соқтығысудың барлығында химиялық реакция пайда болса HI ның  ыдырауы тез орындалар еді. Алайда әр реттік соқтығысудан реакция пайда бола беріуі екіталай. реакция тудыратын соқтығысу өнімді соқтығысу деп аталады. ал өнімді соқтығуды тудыратын молекулаларды активті молекулалар деп атаймыз.

Активті молекулаларда адеттегі молекулаларға қарағанда жоғар энергия болады, соқтығысқан кезде атомдар арасындағы өзара әсерді жеңіп көне байланысты үзіуі мүмкін. Алайда, активті молекулалар дәл бағыытпен өнімді соқтығысқанда ғана көне байланыс үзіледі, мысалы 1- суретте көрсетілгендей:

 

 

  • де спортшының допты гарға тастауға жұмсаған энергиясы жеткіліксіз болғандықтан, доп гарға түспеген;
  • де спортшының допты гарға тастауға жұмсаған энергиясы жеткілікті болғанмен, бағыты дұрыс болмағандықтан доп тағы гарға түспеген;
  • де спортшының допты гарға тастау жұмсаған энергиясы жеткілікті әрі бағыты дәл болғандықтан доп гарға түсекен. Бұл реакция тудыратын молекулалардың (иондардың) өзара соқтығысуына ұқсайды.

 

Химялық реакция жылдамдығы әрекеттесуші заттардың концентрацияларының көбейтіндісіне пропорционал.

Жалпы А + В = С + Б тендеуі бойынша жүретін реакциялар үшін бұл заң мынадай теңдеумен өрнектеледі:

 

мундағы сА және св — А және В заттарының концентрациясы, моль/л, к — жылдамдық константасы деп аталатын пропорционалдык коэф­фициент. Теңдеуден жылдамдық константасының физикалық мәнін аныктау киын емес: әрекеттесуші заттардың әрбіреуінің концентра­циясы 1 моль/л болса, ол сан жағынан реакция жылдамдығына тән болады: v = к. Химиялық кинетиканың негізгі заңын көбінесе әрекеттесуші массалар заңы деп атайды.

Реакцияға қатысқан заттың концентрациясы артса, бірлік көлемдегі молекула саны көбейеді, активті молекула саныда сайкес артады.

Гетерогенді реакциялардың кинетикалық теңдеуіне қатты күйде болатын әрекеттесуші заттардың концентрациясы кірмейді, өйткені олардың концентрациясы түрақты. Гетерогенді реакциялар ауданы іс жүзінде өзгеріссіз қалатын бетте жүреді.

Тек карапайым реакциялар әрекеттесуі массалар заңына бағынады. Күрделі реакцияларға Карағанда карапайым реакциялар едәуір аз. Күрделі реакциялар жеке жай сатылардан түрады. Күрделі реакциялардың тізбектесе жүретін сатыларының әрқайсысы әр түрлі жыл­дамдық константаларымен сипатталады және реакция жылдамдығының концентрацияға тәуелділгін, әдетте тәжірибе жүзінде анықталды.

 

 

IV Жаңа сабақты бекіту:

  1. суретте көрсетілген бірнеше соқтығысыу болыуы мүмкін, суретте молекуланың соқтығысуын түсіндіріп беріңдер.

НI  молекуласының ыдырау реакциясы

2HI = H2 +I2

 

 

 

 

 

 

 

 

  • де HI молекуласындағы энергия жеткілікті болмағандықтан соқтығысу тым жеңіл болып екі молекула бір-бірін серпіп қайтарады;
  • де соқтығысу бағыты дүрыс болмағандықтан, екі молекула тағы бір-бірін серпіп қайтарған ;
  • те екі молекулада жеткілікті энергия болған әрі соқтығысу бағыты дұрыс болған, активті молекулалар өнімді соқтығысқанда, H-I арасындағы байланыс үзіліп, жаңа байланыс I-I, H-H арасындағы байланыс қалыптасқан, яғни HI ыдырау реакциясына кірісіп H2 мен I2 түзілген
  1. Әрекеттесуші массалар заңы қандай реакциялар үшін орындалады.

Жауабы: гомогенді реакциялар үшін орындалады

  1. А + В = С + Б тендеуі бойынша жүретін реакциялар үшін А заттың концентрациясын артырсақ реакция жылдамдығы қалай өзгереді?

Жауабы: реакция жылдамдығы артады.

 

Үйге тапсырма: § 4.2.   №1,2,3,4  сұрақтар мен №5есеп