Reaksiyon hızının sıcaklığa bağımlılığı. Reaksiyonun sıcaklık katsayısı ve biyokimyasal işlemler için özellikleri. Arrhenius denklemi. Kimyasal kinetik. Sıcaklık ve reaksiyon hızı
Sıcaklık ve reaksiyon hızı
Sabit bir sıcaklıkta, etkileşen moleküller belirli bir miktarda enerjiye sahipse, bir reaksiyon mümkündür. Arrhenius bu fazla enerjiyi aktivasyon enerjisi ve moleküllerin kendileri Aktif.
Arrhenius'a göre, hız sabiti k ve aktivasyon enerjisi E bir Arrhenius denklemi adı verilen bir ilişki ile ilişkilidir:
Burada Aön üstel faktördür, R evrensel gaz sabitidir, T mutlak sıcaklıktır.
Böylece, sabit bir sıcaklıkta reaksiyon hızı belirlenir. E bir. Daha fazla E bir, aktif molekül sayısı ne kadar küçükse ve reaksiyon o kadar yavaş ilerler. azalırken E bir hız artar ve E bir= 0 reaksiyon anında devam eder.
Değer E bir reaksiyona giren maddelerin doğasını karakterize eder ve bağımlılıktan deneysel olarak belirlenir k = f(T). (5.3) denklemini logaritmik biçimde yazıp iki sıcaklıkta sabitler için çözerek buluruz. E bir:
γ, kimyasal reaksiyon hızının sıcaklık katsayısıdır. Van't Hoff kuralının uygulaması sınırlıdır, çünkü γ değeri sıcaklığa bağlıdır ve bölge dışında E bir= 50–100 kJ ∙ mol–1 bu kural hiç sağlanmaz.
Şek. 5.4 İlk ürünlerin aktif duruma (A* - aktifleştirilmiş kompleks) transferinde harcanan enerjinin, nihai ürünlere geçiş sırasında tamamen veya kısmen yeniden yayıldığı görülebilir. İlk ve son ürünlerin enerjileri arasındaki fark, Δ'yi belirler. H aktivasyon enerjisine bağlı olmayan tepkimedir.
Bu nedenle, ilk durumdan son duruma giden yolda, sistem enerji bariyerini aşmalıdır. Yalnızca çarpışma anında gerekli enerji fazlalığına eşit olan aktif moleküller E bir, bu engeli aşabilir ve kimyasal bir etkileşime girebilir. Sıcaklık yükseldikçe, reaksiyon ortamındaki aktif moleküllerin oranı artar.
ön üslü çarpanA karakterize eder toplam sayısıçarpışmalar Basit moleküllerle reaksiyonlar için A teorik çarpışma büyüklüğüne yakın Z, yani A = Z gazların kinetik teorisinden hesaplanır. Karmaşık moleküller için A ≠ Z, bu nedenle sterik faktörü tanıtmak gerekir P:
Burada Z tüm çarpışmaların sayısı, P uygun çarpışmaların oranıdır mekansal ilişki(0'dan 0'a kadar değerler alır), aktif, yani enerjik olarak uygun çarpışmaların fraksiyonudur.
Hız sabitinin boyutu, ilişkiden elde edilir.
(5.3) ifadesini analiz ederek, reaksiyonu hızlandırmak için iki temel olasılık olduğu sonucuna varıyoruz:
a) sıcaklık artışı,
b) aktivasyon enerjisinde azalma.
"Kimyasal kinetik. Sıcaklık ve reaksiyon hızı" konulu görevler ve testler
- Bir kimyasal reaksiyonun hızı. katalizörler - Kimyasal reaksiyonların sınıflandırılması ve derslerinin kalıpları Sınıf 8-9
Dersler: 5 Ödev: 8 Kısa Sınav: 1
Çoğu kimyasal reaksiyonun hızı artan sıcaklıkla artar. Reaktanların konsantrasyonu, reaksiyonun kinetik denklemine göre, sıcaklıktan pratik olarak bağımsız olduğundan, sıcaklığın reaksiyon hızı üzerindeki ana etkisi, reaksiyon hızı sabitindeki bir değişikliktir. Sıcaklık arttıkça, çarpışan parçacıkların enerjisi artar ve çarpışma sırasında kimyasal bir dönüşümün meydana gelme olasılığı artar.
Reaksiyon hızının sıcaklığa bağımlılığı, sıcaklık katsayısının değeri ile karakterize edilebilir.
Küçük bir sıcaklık aralığında, normal sıcaklıklarda (273-373 K) birçok kimyasal reaksiyonun hızı üzerindeki sıcaklığın etkisine ilişkin deneysel veriler, sıcaklıkta 10 derecelik bir artışın reaksiyon hızını 2-4 kat artırdığını göstermiştir. 't Hoff kuralı).
van't Hoff'a göre hız sabitinin sıcaklık katsayısı(Van't Hoff katsayısı)sıcaklık artışı ile reaksiyon hızındaki artıştır. 10derece.
(4.63)
nerede ve sıcaklıklarda hız sabitleri ve ; reaksiyon hızının sıcaklık katsayısıdır.
Sıcaklık yükseldiğinde n onlarca derece, oran sabitlerinin oranı şuna eşit olacaktır.
nerede n tam sayı veya kesirli sayı olabilir.
Van't Hoff kuralı yaklaşık bir kuraldır. Sıcaklık katsayısı sıcaklıkla değiştiği için dar bir sıcaklık aralığında uygulanabilir.
Reaksiyon hızı sabitinin sıcaklığa daha doğru bir bağımlılığı, yarı deneysel Arrhenius denklemi ile ifade edilir.
burada A, sıcaklığa bağlı olmayan, ancak yalnızca reaksiyon tipi tarafından belirlenen bir üstel faktördür; E - bir kimyasal reaksiyonun aktivasyon enerjisi. Aktivasyon enerjisi, reaksiyon yolu üzerindeki enerji bariyerinin yüksekliğini karakterize eden belirli bir eşik enerjisi olarak temsil edilebilir. Aktivasyon enerjisi de sıcaklığa bağlı değildir.
Bu bağımlılık geç XIX içinde. Hollandalı bilim adamı Arrhenius, temel kimyasal reaksiyonlar için.
Doğrudan aktivasyon enerjisi ( E 1) ve ters ( E 2) reaksiyon, reaksiyon D'nin termal etkisi ile ilgilidir. H oran (bkz. Şekil 1):
E 1 – E 2=D N.
Reaksiyon endotermik ise ve D H> 0, o zaman E 1 > E 2 ve ileri reaksiyonun aktivasyon enerjisi gerisinden daha büyüktür. Reaksiyon ekzotermik ise, o zaman E 1 < Е 2 .
Arrhenius denklemi (101) diferansiyel formda yazılabilir:
Aktivasyon enerjisi E ne kadar büyük olursa, reaksiyon hızının sıcaklıkla o kadar hızlı arttığı denklemden çıkar.
Değişkenleri ayırma k ve T ve göz önüne alındığında E sabit değer, denklem (4.66) entegre edildikten sonra şunu elde ederiz:
Pirinç. 5. Grafik ln k–1/T.
, (4.67)
burada A, hız sabitinin boyutuna sahip bir ön-üssel faktördür. Bu denklem geçerliyse, koordinatlardaki grafikte, deneysel noktalar x eksenine a açısında düz bir çizgi üzerinde bulunur ve eğim( ) eşittir , bu da bir kimyasal reaksiyonun aktivasyon enerjisinin denkleme göre hız sabitinin sıcaklığa bağımlılığından hesaplanmasını mümkün kılar .
Bir kimyasal reaksiyonun aktivasyon enerjisi, iki hız sabitlerinin değerlerinden hesaplanabilir. çeşitli sıcaklıklar denkleme göre
. (4.68)
Arrhenius denkleminin teorik türevi, temel reaksiyonlar için yapılır. Ancak deneyimler, karmaşık reaksiyonların büyük çoğunluğunun da bu denkleme uyduğunu göstermektedir. Bununla birlikte, karmaşık reaksiyonlar için, Arrhenius denklemindeki aktivasyon enerjisi ve üstel faktörün kesin bir fiziksel anlamı yoktur.
Arrhenius denklemi (4.67) dar bir sıcaklık aralığında çok çeşitli reaksiyonların tatmin edici bir tanımını vermeyi mümkün kılar.
Reaksiyon hızının sıcaklığa bağımlılığını açıklamak için değiştirilmiş Arrhenius denklemi de kullanılır.
,
(4.69)
zaten üç parametre içeren : ANCAK, E ve n.
Denklem (4.69), çözeltilerde meydana gelen reaksiyonlar için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bazı reaksiyonlar için, reaksiyon hızı sabitinin sıcaklığa bağımlılığı, yukarıda verilen bağımlılıklardan farklıdır. Örneğin, üçüncü dereceden reaksiyonlarda, hız sabiti artan sıcaklıkla azalır. Zincir ekzotermik reaksiyonlarda, belirli bir sınırın üzerindeki bir sıcaklıkta (termal patlama) reaksiyon hızı sabiti keskin bir şekilde artar.
4.5.1. Problem çözme örnekleri
örnek 1 Artan sıcaklıkla bazı reaksiyonların hız sabiti aşağıdaki gibi değişti: t 1 = 20°C;
k 1 \u003d 2,76 10 -4 dak. -1 ; t 2 \u003d 50 0 С; k 2 = 137.4 10 -4 dak. -1 Bir kimyasal reaksiyonun hız sabitinin sıcaklık katsayısını belirleyin.
Karar. Van't Hoff kuralı, oran sabitinin sıcaklık katsayısını ilişkiden hesaplamayı mümkün kılar.
g n= =2 ¸ 4, nerede n = = =3;
g 3 \u003d \u003d 49.78 g \u003d 3.68
Örnek 2 Van't Hoff kuralını kullanarak, reaksiyonun 20 0 C sıcaklıkta 120 dakika sürmesi durumunda 15 dakikada hangi sıcaklıkta biteceğini hesaplayın. Sıcaklık katsayısı reaksiyon hızı 3'tür.
Karar. Açıkçası, tepki süresi ne kadar kısaysa ( t), reaksiyonun hız sabiti ne kadar büyükse:
3n = 8, n ln3 = ln8, n== .
Reaksiyonun 15 dakika içinde biteceği sıcaklık:
20 + 1.9 × 10 \u003d 39 0 C.
Örnek 3 282.4 K sıcaklıkta bir alkali çözelti ile asetik-etil esterin sabunlaştırılmasının reaksiyonunun hız sabiti 2.37 l 2 / mol 2 dakikaya eşittir. ve 287.40 K sıcaklıkta 3.2 l 2 / mol 2 dakikaya eşittir. Bu reaksiyonun hız sabitinin 4 olduğu sıcaklığı bulunuz?
Karar.
1. İki sıcaklıkta hız sabitlerinin değerlerini bilerek, reaksiyonun aktivasyon enerjisini bulabiliriz:
= 
= 40.8 kJ/mol.
2. Arrhenius denkleminden aktivasyon enerjisinin değerini bilmek
Öz kontrol için sorular ve görevler.
1. Hangi miktarlara "Arrhenius" parametreleri denir?
2. Bir kimyasal reaksiyonun aktivasyon enerjisini hesaplamak için gereken minimum deneysel veri miktarı nedir?
3. Hız sabitinin sıcaklık katsayısının sıcaklığa bağlı olduğunu gösteriniz.
4. Arrhenius denkleminden sapmalar var mı? Bu durumda hız sabitinin sıcaklığa bağımlılığı nasıl açıklanabilir?
Karmaşık reaksiyonların kinetiği
Reaksiyonlar, kural olarak, tüm ilk parçacıkların reaksiyon ürünlerine doğrudan geçişleriyle doğrudan etkileşimi yoluyla ilerlemez, ancak birkaç temel aşamadan oluşur. Bu öncelikle, stokiyometrik denklemlerine göre üçten fazla parçacığın yer aldığı reaksiyonlar için geçerlidir. Bununla birlikte, iki veya bir parçacığın reaksiyonları bile genellikle basit bir çift veya monomoleküler mekanizma ile değil, daha karmaşık bir yolla, yani birkaç temel aşamadan geçer.
Başlangıç malzemelerinin tüketilmesi ve reaksiyon ürünlerinin oluşumu, aynı anda veya sırayla meydana gelebilecek bir dizi temel aşamada gerçekleşirse, reaksiyonlara karmaşık denir. Aynı zamanda ne başlangıç maddesi ne de reaksiyon ürünü (ara maddeler) olmayan maddelerin katılımıyla bazı aşamalar gerçekleşir.
Örnek olarak karmaşık reaksiyon etilenin klorlanmasının dikloroetan oluşumu ile reaksiyonunu düşünebiliriz. Doğrudan etkileşim, yüksek bir enerji bariyerinin üstesinden gelmekle ilişkili olan dört üyeli aktif bir kompleksten geçmelidir. Böyle bir sürecin hızı düşüktür. Sistemde atomlar bir şekilde (örneğin, ışığın etkisi altında) oluşursa, süreç bir zincir mekanizmasına göre ilerleyebilir. Atom, bir serbest radikal oluşturmak için çift bağda kolayca birleşir - . Bu serbest radikal, nihai ürünü oluşturmak için bir molekülden bir atomu kolayca koparabilir - bunun sonucunda serbest atom yeniden üretilir.
Bu iki aşama sonucunda bir molekül ve bir molekül bir ürün molekülüne - dönüştürülür ve yenilenen atom bir sonraki etilen molekülü ile etkileşime girer. Her iki aşamanın da aktivasyon enerjileri düşüktür ve bu sayede hızlı bir reaksiyon sağlanır. Serbest atomların ve serbest radikallerin rekombinasyon olasılığını dikkate alarak tam şema süreç şu şekilde yazılabilir:
Tüm çeşitlilikle, karmaşık reaksiyonlar, çeşitli karmaşık reaksiyon türlerinin bir kombinasyonuna indirgenebilir, yani paralel, sıralı ve seri-paralel reaksiyonlar.
İki aşama denir ardışık bir aşamada oluşan parçacık, başka bir aşamadaki ilk parçacıksa. Örneğin, yukarıdaki şemada birinci ve ikinci aşamalar sıralıdır:
.
İki aşama denir paralel, aynı parçacıklar her ikisinde de başlangıç olarak yer alıyorsa. Örneğin, reaksiyon şemasında dördüncü ve beşinci aşamalar paraleldir:
İki aşama denir seri-paralel, bu aşamalara katılan parçacıklardan birine göre paralel ve diğerine göre sıralı iseler.
Seri-paralel adımların bir örneği, bu reaksiyon şemasının ikinci ve dördüncü adımlarıdır.
İle özellikler reaksiyonun karmaşık bir mekanizmaya göre ilerlediği gerçeği, aşağıdaki işaretler:
Tepkime sırası ve stokiyometrik katsayıların uyuşmazlığı;
Sıcaklık, başlangıç konsantrasyonları ve diğer koşullara bağlı olarak ürünlerin bileşiminin değiştirilmesi;
Reaksiyon karışımına az miktarda madde eklendiğinde sürecin hızlanması veya yavaşlaması;
Malzemenin ve kabın boyutlarının reaksiyon hızı vb. üzerindeki etkisi.
Karmaşık reaksiyonların kinetik analizinde, bağımsızlık ilkesi uygulanır: "Sistemde aynı anda birkaç basit reaksiyon meydana gelirse, o zaman kimyasal kinetik temel varsayımı, sanki bu reaksiyon tekmiş gibi, her biri için geçerlidir." Bu ilke şu şekilde de formüle edilebilir: "Bir temel reaksiyonun hız sabitinin değeri, belirli bir sistemde diğer temel reaksiyonların aynı anda devam edip etmemesine bağlı değildir."
Bağımsızlık ilkesi, karmaşık bir mekanizmaya göre ilerleyen reaksiyonların çoğu için geçerlidir, ancak bazı basit reaksiyonların diğerlerinin seyrini etkilediği reaksiyonlar (örneğin, konjuge reaksiyonlar) olduğundan evrensel değildir.
Karmaşık kimyasal reaksiyonların çalışmasında önemli olan ilkedir mikro tersinirlik veya detaylı bakiye:
eğer içindeyse karmaşık süreç kimyasal denge kurulur, daha sonra ileri ve geri reaksiyonların oranları, temel aşamaların her biri için eşit olmalıdır.
Meydana gelen karmaşık bir reaksiyonun en yaygın durumu, reaksiyonun birkaç basit adımdan geçerek ilerlediği durum olacaktır. farklı hızlar. Hızlardaki fark, reaksiyon ürününü elde etme kinetiğinin yalnızca bir reaksiyonun yasalarıyla belirlenebilmesine yol açar. Örneğin, paralel reaksiyonlar için, tüm sürecin hızı, en hızlı aşamanın hızı ve sıralı reaksiyonlar için en yavaş olanın hızı ile belirlenir. Bu nedenle, sabitlerde önemli bir fark olan paralel reaksiyonların kinetiğini analiz ederken, yavaş aşamanın hızı ihmal edilebilir ve sıralı reaksiyonları analiz ederken hızlı reaksiyonun hızını belirlemek gerekli değildir.
Sıralı tepkimelerde en yavaş tepkime denir. sınırlayıcı. Sınırlama aşaması en küçük hız sabitine sahiptir.
Karmaşık bir reaksiyonun bireysel aşamalarının hız sabitlerinin değerleri yakınsa, o zaman gereklidir. tam analiz tüm kinetik şema.
Çoğu durumda hız belirleyici aşama kavramının tanıtılması, bu tür sistemlerin dikkate alınmasının matematiksel tarafını basitleştirir ve bazen karmaşık, çok aşamalı reaksiyonların kinetiğinin, örneğin ilkinin basit denklemleriyle iyi tanımlandığı gerçeğini açıklar. sipariş.
Sıcaklık arttıkça, kimyasal bir işlemin hızı genellikle artar. 1879'da Hollandalı bilim adamı J. Van't Hoff ampirik bir kural formüle etti: sıcaklıkta 10 K artışla, çoğu kimyasal reaksiyonun hızı 2-4 kat artar.
Kuralın matematiksel gösterimi I. van't Hoff:
γ 10 \u003d (k t + 10) / k t burada k t, T sıcaklığındaki reaksiyonun hız sabitidir; k t+10 - T+10 sıcaklığında reaksiyon hızı sabiti; γ 10 - Van't Hoff sıcaklık katsayısı. Değeri 2 ile 4 arasındadır. biyokimyasal süreçlerγ 10, 7 ile 10 arasında değişir.
Tüm biyolojik işlemler belirli bir sıcaklık aralığında ilerler: 45-50°C. optimum sıcaklık 36-40°C'dir. Sıcak kanlı hayvanların vücudunda, ilgili biyosistemin termoregülasyonu nedeniyle bu sıcaklık sabit tutulur. Biyosistemleri incelerken, γ 2 , γ 3 , γ 5 sıcaklık katsayıları kullanılır. Karşılaştırma için getirilirler γ 10 .
Van't Hoff kuralına göre reaksiyon hızının sıcaklığa bağımlılığı aşağıdaki denklemle temsil edilebilir:
V 2 /V 1 \u003d γ ((T 2 -T 1) / 10)
Aktivasyon enerjisi. Artan sıcaklıkla reaksiyon hızındaki önemli bir artış, yalnızca reaksiyona giren maddelerin parçacıkları arasındaki çarpışma sayısındaki bir artışla açıklanamaz, çünkü gazların kinetik teorisine göre, artan sıcaklıkla çarpışma sayısı biraz artar. Artan sıcaklıkla reaksiyon hızındaki artış, kimyasal bir reaksiyonun reaksiyona giren maddelerin parçacıklarının herhangi bir çarpışmasıyla değil, sadece çarpışma anında gerekli fazla enerjiye sahip aktif parçacıkların bir araya gelmesiyle meydana gelmesiyle açıklanır.
Aktif olmayan parçacıkları aktif parçacıklara dönüştürmek için gereken enerjiye ne denir? aktivasyon enerjisi (Ea). Aktivasyon enerjisi - ortalama değerle karşılaştırıldığında fazlalık, reaksiyona giren maddelerin çarpıştıklarında reaksiyona girmesi için gereken enerji. Aktivasyon enerjisi, mol başına kilojul (kJ/mol) cinsinden ölçülür. Genellikle E, 40 ila 200 kJ/mol'dür.
Ekzotermik ve endotermik reaksiyonların enerji diyagramı, Şek. 2.3. Herhangi bir kimyasal işlem için başlangıç, ara ve son durumları ayırt etmek mümkündür. Enerji bariyerinin tepesinde, reaktanlar, aktifleştirilmiş kompleks veya geçiş durumu olarak adlandırılan bir ara durumda bulunur. Aktifleştirilmiş kompleksin enerjisi ile reaktiflerin başlangıç enerjisi arasındaki fark Ea'dır ve reaksiyon ürünlerinin enerjisi ile başlangıç malzemelerinin (reaktifler) arasındaki fark ΔH'dir, termal etki reaksiyonlar. Aktivasyon enerjisi, ΔH'nin aksine her zaman pozitif bir değerdir. İçin egzotermik reaksiyon(Şekil 2.3, a) ürünler, reaktiflerden daha düşük bir enerji seviyesinde bulunur (Ea< ΔН).
|
Ea, reaksiyon hızını belirleyen ana faktördür: Ea > 120 kJ/mol ise (daha yüksek enerji bariyeri, sistemde daha az aktif partikül), reaksiyon yavaştır; ve tersi, eğer Ea< 40 кДж/моль, реакция осуществляется с большой скоростью.
Karmaşık biyomolekülleri içeren reaksiyonlar için, parçacıkların çarpışması sırasında oluşan aktifleştirilmiş bir komplekste, moleküllerin sadece molekülün reaksiyona giren bölgesi dönüşüme uğradığından, moleküllerin uzayda belirli bir şekilde yönlendirilmesi gerektiği gerçeği dikkate alınmalıdır. boyutuna göre küçük.
T1 ve T2 sıcaklıklarında k1 ve k2 hız sabitleri biliniyorsa, Ea değeri hesaplanabilir.
Biyokimyasal süreçlerde aktivasyon enerjisi inorganik olanlara göre 2-3 kat daha azdır. Aynı zamanda, yabancı maddeleri, ksenobiyotikleri içeren reaksiyonların Ea'sı, geleneksel biyokimyasal süreçlerin Ea'sını önemli ölçüde aşmaktadır. Bu gerçek, sistemin yabancı maddelerin etkisinden doğal biyolojik korumasıdır, yani. vücut için doğal olan reaksiyonlar uygun koşullar altında düşük Ea ile meydana gelir ve yabancı reaksiyonlar için Ea yüksektir. Bu, biyokimyasal süreçlerin seyrinin ana özelliklerinden birini karakterize eden bir gen engelidir.
Görev # 1. Serbest oksijen ile etkileşim, yüksek derecede toksik nitrojen dioksit oluşumuna yol açar / /, ancak bu reaksiyon fizyolojik koşullar altında yavaş ilerler ve düşük konsantrasyonlarda toksik hücre hasarında önemli bir rol oynamaz, ancak bununla birlikte, patojenik etkiler keskin bir şekilde artar. onun hiper üretimi. İlk gazların karışımındaki basınç iki katına çıktığında nitrik oksidin (II) oksijen ile etkileşim hızının kaç kat arttığını belirleyin, eğer reaksiyon hızı ise 
denklem ile tanımlanır 
?
Karar.
1. Basıncı iki katına çıkarmak, konsantrasyonu iki katına çıkarmakla eşdeğerdir ( ile) ve . Bu nedenle, kütle hareketi yasasına uygun olarak, karşılık gelen ve aşağıdaki ifadeleri alacak etkileşim oranları: 
ve
Cevap. Reaksiyon hızı 8 kat artacaktır.
Görev # 2. 25 ppm'nin üzerindeki havadaki klor konsantrasyonunun (keskin kokulu yeşilimsi bir gaz) yaşam ve sağlık için tehlikeli olduğuna inanılmaktadır, ancak hastanın bu gazla akut şiddetli zehirlenmeden kurtulduğuna dair kanıtlar vardır, sonra hiçbir kalıntı etki gözlenmez. Reaksiyon hızının nasıl değişeceğini belirleyin: , gaz fazında ilerleyerek, 3 kat artırılırsa konsantrasyon , konsantrasyon , 3) basınç / /?
Karar.
1. Konsantrasyonları ve sırasıyla ve ile gösterirsek, reaksiyon hızı ifadesi şu şekilde olacaktır: .
2. Konsantrasyonları 3 kat artırdıktan sonra, için ve için eşit olacaktır. Bu nedenle, reaksiyon hızı ifadesi şu şekilde olacaktır: 1) 
2)
3. Basınçtaki bir artış, gaz halindeki reaktanların konsantrasyonunu aynı miktarda artırır, bu nedenle
4. İlk hıza göre reaksiyon hızındaki artış, sırasıyla oran ile belirlenir: 1) 
, 2) 
, 3) 
.
Cevap. Reaksiyon hızı artacaktır: 1) , 2) , 3) kat.
Görev #3. Tepkimenin sıcaklık katsayısı 2,5 ise, başlangıç maddelerinin etkileşim hızı sıcaklıktaki bir değişiklikle nasıl değişir?
Karar.
1. Sıcaklık katsayısı, her (van't Hoff kuralı) için sıcaklıktaki bir değişiklikle reaksiyon hızının nasıl değiştiğini gösterir.
2. Sıcaklık değişimi: ise, o zaman şu gerçeği hesaba katarsak, şunu elde ederiz: 
. Buradan, .
3. Antilogaritma tablosuna göre şunları buluyoruz: .
Cevap. Sıcaklıktaki bir değişiklikle (yani bir artışla), hız 67.7 kat artacaktır.
Görev #4. Sıcaklık arttıkça hızın 128 kat arttığını bilerek reaksiyon hızının sıcaklık katsayısını hesaplayın.
Karar.
1. Bir kimyasal reaksiyonun hızının sıcaklığa bağımlılığı, van't Hoff temel kuralı ile ifade edilir:
. için denklemi çözerek şunları buluruz: , . Bu nedenle, =2
Cevap. =2.
Görev numarası 5. Reaksiyonlardan biri için iki hız sabiti belirlendi: 0.00670'de ve 0.06857'de. Aynı reaksiyonun hız sabitini .
Karar.
1. Reaksiyon hızı sabitlerinin iki değerine dayanarak, Arrhenius denklemini kullanarak reaksiyonun aktivasyon enerjisini belirleriz: . Bu durumda: Dolayısıyla: J/mol.
2. Hesaplamalarda hız sabitini ve Arrhenius denklemini kullanarak 'deki reaksiyon hız sabitini hesaplayın: 
. Bu durumda: ve verilen: 
, şunu elde ederiz: . Buradan,
Cevap.
Le Chatelier ilkesine göre kimyasal denge sabitinin hesaplanması ve denge kaymasının yönünün belirlenmesi .
Görev numarası 6. Karbon dioksit // karbon monoksitin aksine // rahatsız etmez fizyolojik fonksiyonlar ve canlı bir organizmanın anatomik bütünlüğü ve boğucu etkisi, yalnızca yüksek konsantrasyonda bulunmasından ve solunan havadaki oksijen yüzdesinin azalmasından kaynaklanmaktadır. neye eşittir reaksiyon denge sabiti / /: 
a) reaktanların kısmi basınçları; b) denge karışımının bileşiminin hacim fraksiyonlarında ifade edildiğini bilerek molar konsantrasyonları: , ve , ve sistemdeki toplam basınç Pa?
Karar.
1. Kısmi basıncı gaz, karışımdaki gazın hacim fraksiyonunun toplam basıncına eşittir, yani:
2. Bu değerleri denge sabiti ifadesine koyarak şunu elde ederiz:
3. İdeal gazlar için Mendeleev Clapeyron denklemi temelinde ve arasındaki ilişki kurulur ve eşitlikle ifade edilir: 
, gaz halindeki reaksiyon ürünlerinin mol sayısı ile gaz halindeki ilk maddelerin mol sayısı arasındaki fark nerede. Bu reaksiyon için: Sonra: 
.
Cevap. baba. .
Görev numarası 7. Aşağıdaki reaksiyonlarda denge hangi yöne kayar:
3. 
;
a) sıcaklıkta bir artışla, b) basınçta bir düşüşle, c) hidrojen konsantrasyonunda bir artışla?
Karar.
1. Sistemdeki kimyasal denge, dış parametrelerin (vb.) sabitliği ile kurulur. Bu parametreler değişirse, sistem denge durumundan çıkar ve doğrudan (sağa) veya ters (sola) reaksiyon hakim olmaya başlar. Etkilemek Çeşitli faktörler dengenin kayması, Le Chatelier ilkesine yansır.
2. Kimyasal dengeyi etkileyen 3 faktörün yukarıdaki reaksiyonlar üzerindeki etkisini düşünün.
a) Sıcaklıktaki bir artışla denge endotermik bir reaksiyona doğru kayar, yani. ısının emilmesiyle gerçekleşen tepkimedir. 1. ve 3. reaksiyonlar ekzotermiktir / /, bu nedenle, sıcaklıktaki bir artışla denge, ters reaksiyona ve 2. reaksiyonda / / - doğrudan reaksiyona doğru kayar.
b) Basınç düştüğünde, denge gazların mol sayısındaki artışa doğru kayar, yani. daha yüksek basınca doğru. 1. ve 3. reaksiyonlarda, denklemin sol ve sağ tarafları aynı sayıda gaza sahip olacaktır (sırasıyla 2-2 ve 1-1). Yani basınçtaki değişiklik neden olmayacak Sistemdeki denge kaymaları. 2. reaksiyonda solda 4 mol gaz, sağda 2 mol gaz vardır, bu nedenle basınç azaldıkça denge ters reaksiyona kayar.
içinde) Reaksiyon bileşenlerinin konsantrasyonundaki bir artışla denge, tüketimlerine doğru kayar. 1. reaksiyonda, ürünlerde hidrojen bulunur ve konsantrasyonunun arttırılması, tüketildiği ters reaksiyonu artıracaktır. 2. ve 3. reaksiyonlarda hidrojen ilk maddeler arasındadır, bu nedenle konsantrasyonundaki bir artış, dengeyi hidrojen tüketimi ile ilerleyen reaksiyona doğru kaydırır.
Cevap.
a) Reaksiyon 1 ve 3'te sıcaklıktaki bir artışla, denge sola ve reaksiyon 2'de - sağa kayar.
b) Reaksiyon 1 ve 3, basınçtaki bir düşüşten etkilenmeyecek ve reaksiyon 2'de denge sola kaydırılacaktır.
c) Reaksiyon 2 ve 3'te sıcaklıktaki bir artış, dengenin sağa ve reaksiyon 1'de sola kaymasına neden olacaktır.
1.2. Durumsal görevler №№ 7'den 21'e materyali birleştirmek için (protokol defterinde gerçekleştirin).
Görev numarası 8. Reaksiyon hızının sıcaklık katsayısı 4 ise, sıcaklıktaki bir düşüşle vücuttaki glikoz oksidasyon hızı nasıl değişecektir?
görev numarası 9.Yaklaşık van't Hoff kuralını kullanarak, reaksiyon hızının 80 kat artması için sıcaklığın ne kadar yükseltilmesi gerektiğini hesaplayın? Hızın sıcaklık katsayısını 3'e eşit alın.
Görev numarası 10. Reaksiyonu pratik olarak durdurmak için reaksiyon karışımının hızlı soğutulması ("reaksiyonu dondurma") kullanılır. Tepkimenin sıcaklık katsayısı 2,7 ise, tepkime karışımı 40'tan 0'a soğutulduğunda tepkime hızının kaç kez değişeceğini belirleyin.
Görev numarası 11. Belirli tümörleri tedavi etmek için kullanılan bir izotopun yarılanma ömrü 8.1 gündür. Hastanın vücudundaki radyoaktif iyot içeriği ne zaman sonra 5 kat azalır?
Görev numarası 12. Bazı sentetik hormonların (farmasötik) hidrolizi, hız sabiti 0.25 () olan birinci dereceden bir reaksiyondur. Bu hormonun konsantrasyonu 2 ay sonra nasıl değişecek?
Görev numarası 13. Radyoaktifin yarı ömrü 5600 yıldır. Canlı bir organizmada, metabolizma nedeniyle sabit bir miktar korunur. Bir mamutun kalıntılarında, içerik orijinalindendi. Mamut ne zaman yaşadı?
Görev numarası 14. Böcek ilacının (böcekleri kontrol etmek için kullanılan bir pestisit) yarı ömrü 6 aydır. Belirli bir miktarı, mol / l konsantrasyonunun oluşturulduğu rezervuara girdi. Böcek ilacı konsantrasyonunun mol/l seviyesine düşmesi ne kadar sürer?
Görev numarası 15. Yağlar ve karbonhidratlar, 450 - 500 ° sıcaklıkta ve canlı organizmalarda - 36 - 40 ° sıcaklıkta gözle görülür bir oranda oksitlenir. Oksidasyon için gerekli sıcaklıktaki keskin düşüşün nedeni nedir?
Görev numarası 16. Hidrojen peroksit ayrışır sulu çözeltiler oksijen ve su için. Reaksiyon hem inorganik bir katalizör (iyon) hem de bir biyoorganik katalizör (katalaz enzimi) tarafından hızlandırılır. Katalizör yokluğunda reaksiyonun aktivasyon enerjisi 75,4 kJ/mol'dür. İyon bunu 42 kJ/mol'e, katalaz enzimi ise 2 kJ/mol'e düşürür. Katalaz ve katalaz varlığında katalizör yokluğunda reaksiyon hızlarının oranını hesaplayınız. Enzimin aktivitesi hakkında nasıl bir sonuç çıkarılabilir? Reaksiyon 27 °C'lik bir sıcaklıkta ilerler.
Görev numarası 17 Telsizde penisilinin parçalanma hızı sabiti 
J/mol.
1.3. sınav soruları
1. Terimlerin ne anlama geldiğini açıklayın: reaksiyon hızı, hız sabiti?
2. Kimyasal reaksiyonların ortalama ve gerçek hızı nasıl ifade edilir?
3. Neden sadece kimyasal reaksiyonların hızı hakkında konuşmak mantıklı? şu an zaman?
4. Tersinir ve tersinmez reaksiyonların tanımını formüle edin.
5. Kitle eylemi yasasını tanımlayın. Bu yasayı ifade eden denklem, reaksiyon hızının reaktanların doğasına bağımlılığını yansıtıyor mu?
6. Reaksiyon hızı sıcaklığa nasıl bağlıdır? Aktivasyon enerjisi nedir? Aktif moleküller nelerdir?
7. Homojen ve heterojen bir reaksiyonun hızını hangi faktörler belirler? Örnekler ver.
8. Kimyasal reaksiyonların sırası ve molekülerliği nedir? Hangi durumlarda eşleşmiyorlar?
9. Hangi maddelere katalizör denir? Katalizörün etkisini hızlandırma mekanizması nedir?
10. "Katalizör zehirlenmesi" kavramı nedir? Hangi maddelere inhibitör denir?
11. Kimyasal denge neye denir? Neden dinamik denir? Hangi reaktan konsantrasyonlarına denge denir?
12. Kimyasal denge sabiti ne denir? Reaksiyona giren maddelerin doğasına, konsantrasyonuna, sıcaklığına, basıncına mı bağlı? Heterojen sistemlerde denge sabiti için matematiksel gösterimin özellikleri nelerdir?
13. İlaçların farmakokinetiği nedir?
14. ile meydana gelen süreçler uyuşturucu madde vücutta, nicel olarak bir dizi farmakokinetik parametre ile karakterize edilir. Ana olanları verin.