26082011

Химические реакции

Добавил: Luckyman в раздел Познавательное | Комментариев: 0 | Просмотров: 5788
Теги: Реакции
Химические реакции

Когда ты смотришь, как горит свеча или как в духовке поднимается пирог, ты наблюдаешь за разными химическими реакциями. Подобные процессы происходят в мире постоянно. Некоторые из них природные, другие искусственно вызваны человеком. Иногда в реакциях участвуют только два элемента или соединения. А иногда их бывает намного больше. Но сколько бы их ни было, реакция изменяет участвующие в ней химические вещества и приводит к образованию других соединений.
Некоторые реакции протекают очень медленно, скажем, ржавление гвоздя. Другие идут гораздо быстрее (например, взрыв фейерверка). Всё зависит от того, насколько легко химические вещества вступают в реакцию. Существуют различные способы измерения скорости реакции. Один из них — это определение того, насколько быстро расходуется то или иное из исходных химических веществ (реагентов). Другой способ — установление скорости, с которой образуются новые химические вещества (продукты реакции).

Столкновение частиц
В основе химических реакций лежит постоянное движение частиц. Для того чтобы произошла реакция, недостаточно, чтобы вещества просто находились рядом друг с другом, — частицы химических веществ должны располагаться так близко, чтобы между ними началось взаимодействие. Частицам надо столкнуться друг с другом таким образом, чтобы разрушились какие-то связи и образовались новые.

Концентрация
Первый фактор, влияющий на скорость реакции, — это количество частиц, или их концентрация. Чем выше концентрация частиц, тем больше вероятность их столкновения и выше скорость реакции. Вот почему газы под высоким давлением быстрее вступают в реакцию, чем несжатые газы. По той же причине твёрдые вещества с большой площадью поверхности быстрее вступают в реакцию, чем те, чья площадь меньше. А с продуктами реакции всё наоборот: более высокая концентрация продуктов, как правило, результат медленной реакции.

Сжатие
Знание того, что количество частиц влияет на скорость реакции, даёт возможность ускорять реакции или даже начинать их. К примеру, если газ сжат, то его молекулы становятся более концентрированными и более склонными к взаимодействию. На этом основан принцип действия автомобильного двигателя.
Частицы топлива с воздухом, сгорая, мгновенно расширяются в объёме и давят на поршень, опуская его внутри цилиндра. Но загорается топливно-воздушная смесь от искры тогда, когда сначала она сжата тем же поднявшимся поршнем. После этого поршень опускается вниз, потом опять поднимается вверх, и этот цикл продолжается раз за разом.
Восходящее движение поршня называется ходом сжатия. Следующее затем нисходящее движение называется рабочим ходом.

Температура
Второй фактор, влияющий на скорость реакции, — это температура. Как показал в 1870-х гг. австрийский физик Людвиг Больцман, чем выше температура вещества, тем быстрее движутся его частицы. Чем быстрее они движутся, тем чаще и активнее они наталкиваются на другие частицы.
Тепло ускоряет реакции и делает их более интенсивными. Именно поэтому в горячей духовке вид пирога меняется буквально на глазах.
Во время многих (но не всех) химических реакций скорость их протекания удваивается при каждом повышении температуры на 10 °С. Однако к моменту, когда температура достигает определённой точки, некоторые химические вещества могут уже настолько измениться, что реакция замедлится или остановится вовсе. Белки, например, при перегревании становятся «денатурированными», то есть теряют свои естественные свойства и не могут участвовать в реакции так, как они это делают обычно. Именно это происходит, когда мы варим яйца — и белки становятся твёрдыми.

Энергия активации
Ещё в 1880-х гг. французский химик Анри Луи Де Шателье (1850-1936) понял, что для того, чтобы вступать в химические реакции, частицам необходим определённый минимальный запас энергии. Этот минимум называется энергией активации. Чем больше частиц обладают этой энергией активации, тем быстрее произойдёт реакция.
Шателье также разработал принцип равновесия. Из него следует, что концентрация, температура, объём и давление реагентов, как правило, устойчивы. Если какой-либо из этих компонентов изменится, то для сохранения равновесия в реакции тоже произойдут изменения. Например, в реакции, где угарный газ реагирует с водородом, образуя метанол, при увеличении количества угарного газа возрастёт и количество производимого метанола, так что концентрация каждого из химических веществ остаётся неизменной.

Комментарии пользователей

Информация Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Вход/Регистрация

Наш опрос

Вы хорошо учились в школе?
Да
Нет
Иногда :)
Я еще учусь