Condiții pentru apariția reacțiilor chimice. Procese chimice și condiții pentru apariția lor. Ce semne sunt caracteristice reacțiilor chimice?

Secțiuni: Chimie

Tipul de lecție: dobândirea de noi cunoștințe.

Tipul de lecție: conversație cu demonstrarea experimentelor.

Obiective:

Educațional- repeta diferentele dintre fenomenele chimice si cele fizice. Să dezvolte cunoștințe despre semnele și condițiile de apariție a acesteia reactii chimice.

De dezvoltare- dezvolta deprinderi, pe baza cunostintelor de chimie, pune probleme simple, formula ipoteze, generalizeaza.

educațional – să continue formarea viziunii științifice despre lume a studenților, să cultive o cultură a comunicării prin munca în perechi „elev-elev”, „elev-profesor”, precum și prin observație, atenție, curiozitate și inițiativă.

Metode și tehnici metodologice: Conversație, demonstrație de experimente; completarea tabelului, dictare chimică, lucru independent cu carduri.

Echipamente și reactivi. Stand de laborator cu eprubete, o lingură de fier pentru arderea substanțelor, o eprubetă cu tub de evacuare a gazului, o lampă cu alcool, chibrituri, soluții de clorură de fier FeCL 3, tiocianat de potasiu KNCS, sulfat de cupru (sulfat de cupru) CuSO 4, hidroxid de sodiu NaOH, carbonat de sodiu Na2CO3, acid clorhidric HCL, pulbere S.

Progresul lecției

Profesor. Studiem capitolul „Modificări care apar în substanțe” și știm că modificările pot fi fizice și chimice. Care este diferența dintre un fenomen chimic și unul fizic?

Student. Ca urmare a unui fenomen chimic, compoziția unei substanțe se modifică, iar ca urmare a unui fenomen fizic, compoziția unei substanțe rămâne neschimbată și se modifică doar starea ei de agregare sau forma și dimensiunea corpurilor.

Profesor.În același experiment se pot observa simultan substanțe chimice și fenomene fizice. Dacă turtiți sârma de cupru cu un ciocan, obțineți o placă de cupru. Forma firului se schimbă, dar compoziția sa rămâne aceeași. Acesta este un fenomen fizic. Dacă o placă de cupru este încălzită la foc mare, luciul metalic va dispărea. Suprafața plăcii de cupru va fi acoperită cu un strat negru, care poate fi răzuit cu un cuțit. Aceasta înseamnă că cuprul interacționează cu aerul și se transformă într-o substanță nouă. Acesta este un fenomen chimic. Are loc o reacție chimică între metal și oxigenul din aer.

Dictarea chimică

Opțiunea 1

Exercita. Indicați despre ce fenomene (fizice sau chimice) vorbiți. Explicați-vă răspunsul.

1. Arderea benzinei într-un motor de mașină.

2. Prepararea pudrei dintr-o bucată de cretă.

3. Putreirea reziduurilor vegetale.

4. Acrirea laptelui.

5. Precipitații

Opțiunea 2

1. Arderea cărbunelui.

2. Topirea zăpezii.

3. Formarea ruginii.

4. Formarea înghețului pe copaci.

5. Strălucirea unui filament de tungsten într-un bec.

Criterii de evaluare

Puteți nota maximum 10 puncte (1 punct pentru fenomenul corect indicat și 1 punct pentru justificarea răspunsului).

Profesor. Deci, știți că toate fenomenele sunt împărțite în fizice și chimice. Spre deosebire de fenomenele fizice, în timpul fenomenelor chimice, sau reacțiilor chimice, are loc transformarea unor substanțe în altele. Aceste transformări sunt însoțite de semne externe. Pentru a vă prezenta reacțiile chimice, voi realiza o serie de experimente demonstrative. Trebuie să identificați semnele care indică a avut loc o reacție chimică. Fiți atenți la ce condiții sunt necesare pentru ca aceste reacții chimice să apară.

Experiența demonstrativă nr. 1

Profesor.În primul experiment, trebuie să aflați ce se întâmplă cu clorura ferică (111) atunci când i se adaugă o soluție de tiocianat de potasiu KNCS.

FeCL3 + KNCS = Fe(NCS)3 +3 KCL

Student. Reacția este însoțită de o schimbare de culoare

Experimentul demonstrativ nr. 2

Profesor. Se toarnă 2 ml de sulfat de cupru într-o eprubetă și se adaugă puțină soluție de hidroxid de sodiu.

CuSO 4 + 2 NaOH = Cu (OH) 2↓ +Na 2 SO 4

Student. Apar precipitații culoare albastră Cu(OH)2↓

Experimentul demonstrativ nr. 3

Profesor. La soluția rezultată de Cu (OH) 2↓ se adaugă o soluție de HCL acid

Cu (OH) 2↓ + 2 HCL = CuCL 2 +2 HOH

Student. Precipitatul se dizolvă.

Experimentul demonstrativ nr. 4

Profesor. Se toarnă o soluție de acid clorhidric HCL într-o eprubetă care conține o soluție de carbonat de sodiu.

Na2C03 +2 HCL = 2 NaCL + H2O + CO2

Student. Se eliberează gaz.

Experimentul demonstrativ nr. 5

Profesor. Sa dam putin sulf pe foc intr-o lingura de fier. Format dioxid de sulf sulf (4) - SO2.

S + O2 = SO2

Student. Sulful se aprinde cu o flacără albăstruie, produce un fum acre abundent și eliberează căldură și lumină.

Experimentul demonstrativ nr. 6

Profesor. Reacția de descompunere a permangatului de potasiu este o reacție pentru producerea și recunoașterea oxigenului.

Student. Se eliberează gaz.

Profesor. Această reacție are loc cu încălzire constantă, de îndată ce este oprită, reacția se oprește și (vârful tubului de evacuare a gazului al dispozitivului de unde a fost obținut oxigenul este coborât într-o eprubetă cu apă - în timpul încălzirii, oxigenul este eliberat și se vede de bulele care ies din vârful tubului, dar dacă se oprește încălzirea - se oprește și eliberarea bulelor de oxigen).

Experimentul demonstrativ nr. 7

Profesor. Adăugați puțin NaOH alcalin într-o eprubetă cu clorură de amoniu NH4CL în timp ce se încălzește. Cereți unuia dintre elevi să vină și să miroasă amoniacul eliberat. Avertizați elevul despre mirosul puternic!

NH4CL + NaOH = NH3 + HOH + NaCL

Student. Se eliberează un gaz cu miros înțepător.

Elevii notează semnele reacțiilor chimice în caietele lor.

Semne ale reacțiilor chimice

Eliberarea (absorbția) de căldură sau lumină

Schimbarea culorii

Eliberare de gaz

Izolarea (dizolvarea) sedimentului

Schimbarea mirosului

Folosind cunoștințele elevilor despre reacțiile chimice, pe baza experimentelor demonstrative efectuate, alcătuim un tabel cu condițiile de apariție și apariție a reacțiilor chimice.

Profesor. Ați studiat semnele reacțiilor chimice și condițiile de apariție a acestora. Munca individuală prin carduri.

Ce semne sunt caracteristice reacțiilor chimice?

A) Formarea sedimentului

B) Modificarea stării de agregare

B) Degajare de gaz

D) Măcinarea substanţelor

Partea finală

Profesorul rezumă lecția, analizând rezultatele obținute. Da note.

Teme pentru acasă

Dați exemple de fenomene chimice care apar în activitatea muncii părinţii tăi, în gospodărie, în natură.

Conform manualului de O.S Gabrielyan „Chimie - clasa a VIII-a” § 26, ex. 3.6 p.96

De-a lungul vieții noastre, întâlnim în mod constant și fizice și fenomene chimice. Fenomenele fizice naturale ne sunt atât de familiare încât nu le-am acordat prea multă importanță de mult timp. Reacțiile chimice apar în mod constant în corpul nostru. Energia care este eliberată în timpul reacțiilor chimice este utilizată în mod constant în viața de zi cu zi, în producție și în timpul pornirii nave spațiale. Multe dintre materialele din care sunt făcute lucrurile din jurul nostru nu sunt luate din natură într-o formă gata făcută, ci sunt realizate prin reacții chimice. În viața de zi cu zi, nu are prea mult sens să ne dăm seama ce s-a întâmplat. Dar când studiezi fizica și chimia la un nivel suficient, nu te poți descurca fără aceste cunoștințe. Cum să distingem fenomenele fizice de cele chimice? Există semne care vă pot ajuta să faceți acest lucru?

În timpul reacțiilor chimice, din unele substanțe se formează noi substanțe, diferite de cele originale. Prin dispariția semnelor celor dintâi și apariția semnelor celor din urmă, precum și prin eliberarea sau absorbția de energie, ajungem la concluzia că a avut loc o reacție chimică.

Dacă încălziți o placă de cupru, pe suprafața ei apare o acoperire neagră; la suflare dioxid de carbon prin apa de var precipită un precipitat alb; cand arde lemnul, pe peretii reci ai vasului apar picaturi de apa cand arde magneziul se obtine o pulbere alba.

Se pare că semnele unei reacții chimice sunt modificări de culoare, miros, formarea sedimentelor și apariția gazului.

Atunci când se iau în considerare reacțiile chimice, este necesar să se acorde atenție nu numai modului în care acestea decurg, ci și condițiilor care trebuie îndeplinite pentru ca reacția să înceapă și să continue.

Deci, ce condiții trebuie îndeplinite pentru ca o reacție chimică să înceapă?

Pentru a face acest lucru, în primul rând, este necesar să se pună în contact substanțele care reacţionează (combinarea, amestecarea acestora). Cu cât substanțele sunt mai zdrobite, cu atât suprafața lor de contact este mai mare, cu atât reacția dintre ele are loc mai rapid și mai activ. De exemplu, zahărul în bucăți este greu de dat foc, dar zdrobit și pulverizat în aer arde în câteva secunde, formând un fel de explozie.

Cu ajutorul dizolvării, putem zdrobi o substanță în particule minuscule. Uneori, dizolvarea prealabilă a substanțelor inițiale facilitează reacția chimică dintre substanțe.

În unele cazuri, contactul substanțelor, de exemplu, fierul cu aerul umed, este suficient pentru a avea loc o reacție. Dar, de cele mai multe ori, doar contactul substanțelor nu este suficient pentru aceasta: trebuie îndeplinite și alte condiții.

Astfel, cuprul nu reacționează cu oxigenul aerului la temperaturi scăzute de aproximativ 20˚-25˚С. Pentru a provoca o reacție între cupru și oxigen, este necesar să se folosească căldură.

Încălzirea afectează apariția reacțiilor chimice în moduri diferite. Unele reacții necesită încălzire continuă. Când încălzirea se oprește, reacția chimică se oprește. De exemplu, este necesară căldură constantă pentru a descompune zahărul.

În alte cazuri, încălzirea este necesară numai pentru ca reacția să aibă loc, dă un impuls, iar apoi reacția continuă fără încălzire. De exemplu, observăm o astfel de încălzire în timpul arderii magneziului, lemnului și a altor substanțe combustibile.

site-ul web, atunci când copiați materialul integral sau parțial, este necesar un link către sursă.

În industrie, condițiile sunt selectate astfel încât reacțiile necesare să fie efectuate și cele dăunătoare să fie încetinite.

TIPURI DE REACȚII CHIMICE

Tabelul 12 prezintă principalele tipuri de reacții chimice în funcție de numărul de particule implicate în acestea. Sunt prezentate desene și ecuații ale reacțiilor descrise adesea în manuale. descompunere, conexiuni, substituţieŞi schimb.

În partea de sus a tabelului sunt prezentate reacții de descompunere apă și bicarbonat de sodiu. Este prezentat un dispozitiv pentru trecerea curentului electric direct prin apă. Catodul și anodul sunt plăci metalice scufundate în apă și conectate la o sursă de curent electric. Datorită faptului că apa pură practic nu conduce curent electric, i se adaugă o cantitate mică de sifon (Na 2 CO 3) sau acid sulfuric (H 2 SO 4). Când curentul trece prin ambii electrozi, se eliberează bule de gaz. În tubul în care este colectat hidrogenul, volumul se dovedește a fi de două ori mai mare decât în ​​tubul în care este colectat oxigenul (prezența acestuia poate fi verificată cu ajutorul unei așchii care mocnește). Diagrama model demonstrează reacția de descompunere a apei. Legăturile chimice (covalente) dintre atomii din moleculele de apă sunt distruse, iar din atomii eliberați se formează molecule de hidrogen și oxigen.

Diagrama modelului reacții de conexiune fierul metalic și sulful molecular S 8 arată că, în urma rearanjarii atomilor în timpul reacției, se formează sulfură de fier. În acest caz, legăturile chimice din cristalul de fier (legatură metalică) și molecula de sulf ( legătură covalentă), iar atomii eliberați se combină pentru a forma legături ioniceîntr-un cristal de sare.

O altă reacție a compusului este stingerea varului cu CaO cu apă pentru a forma hidroxid de calciu. În același timp, varul ars (var neted) începe să se încălzească și se formează praf de var stins.

LA reacții de substituție se referă la interacțiunea unui metal cu un acid sau o sare. Când un metal suficient de activ este scufundat într-un acid puternic (dar nu azotic), se eliberează bule de hidrogen. Cu cât metalul mai activ înlocuiește metalul mai puțin activ din soluția de sare.

Tipic reacții de schimb este o reacție de neutralizare și o reacție între soluțiile a două săruri. Figura prezintă prepararea precipitatului de sulfat de bariu. Evoluția reacției de neutralizare este monitorizată cu ajutorul indicatorului de fenolftaleină (dispare culoarea purpurie).

Tabelul 12

Tipuri de reacții chimice

AER. OXIGEN. COMBUSTIE

Oxigenul este cel mai frecvent element chimic pe Pământ. Conținutul său în scoarta terestra iar hidrosfera sunt prezentate în Tabelul 2 „Apariția elementelor chimice”. Oxigenul reprezintă aproximativ jumătate (47%) din masa litosferei. Este elementul chimic predominant al hidrosferei. În scoarța terestră, oxigenul este prezent doar în formă legată(oxizi, săruri). Hidrosfera este reprezentată în principal de oxigenul legat (o parte din oxigenul molecular este dizolvat în apă).

Atmosfera conține 20,9% oxigen liber în volum. Aerul este un amestec complex de gaze. Aerul uscat este format din 99,9% azot (78,1%), oxigen (20,9%) și argon (0,9%). Conținutul acestor gaze în aer este aproape constant. Compoziția aerului atmosferic uscat include și dioxid de carbon, neon, heliu, metan, cripton, hidrogen, oxid nitric (I) (oxid de diazot, hemioxid de azot - N 2 O), ozon, dioxid de sulf, monoxid de carbon, xenon, oxid de azot ( IV) (dioxid de azot – NO 2).

Compoziția aerului a fost determinată de chimistul francez Antoine Laurent Lavoisier la sfârșitul secolului al XVIII-lea (Tabelul 13). El a dovedit conținutul de oxigen din aer și l-a numit „aer vital”. Pentru a face acest lucru, a încălzit mercur pe o sobă într-o retortă de sticlă, a cărei parte subțire a fost plasată sub un capac de sticlă coborât într-o baie de apă. Aerul de sub capotă s-a dovedit a fi închis. Când este încălzit, mercurul s-a combinat cu oxigenul, transformându-se în oxid de mercur roșu. „Aerul” rămas în clopotul de sticlă după încălzirea mercurului nu conținea oxigen. Șoarecele, pus sub capotă, se sufoca. După ce a calcinat oxidul de mercur, Lavoisier a izolat din nou oxigenul din acesta și a obținut din nou mercur pur.

Conținutul de oxigen din atmosferă a început să crească vizibil în urmă cu aproximativ 2 miliarde de ani. Ca urmare a reacţiei fotosinteză a fost absorbit un anumit volum de dioxid de carbon și a fost eliberat același volum de oxigen. Figura din tabel arată schematic formarea oxigenului în timpul fotosintezei. În timpul fotosintezei în frunzele plantelor verzi care conțin clorofilă, la absorbție energie solară apa si dioxidul de carbon sunt transformate in carbohidrați(zahăr) și oxigen. Reacția de formare a glucozei și oxigenului în plantele verzi poate fi scrisă după cum urmează:

6H2O + 6CO2 = C6H12O6 + 6O2.

Glucoza rezultată devine insolubilă în apă amidon, care se acumulează în plante.

Tabelul 13

Aer. Oxigen. Combustie

Fotosinteza este un proces chimic complex care include mai multe etape: absorbția și transportul energiei solare, utilizarea energiei luminii solare pentru a iniția reacții redox fotochimice, reducerea dioxidului de carbon și formarea carbohidraților.

Lumina soarelui- Asta radiatii electromagnetice lungimi de undă diferite. În molecula de clorofilă, atunci când lumina vizibilă (roșie și violetă) este absorbită, electronii trec de la o stare de energie la alta. Doar o mică parte din energia solară (0,03%) care ajunge la suprafața Pământului este consumată pentru fotosinteză.

Tot dioxidul de carbon de pe Pământ trece prin ciclul de fotosinteză în medie în 300 de ani, oxigenul în 2000 de ani și apa oceanică în 2 milioane de ani. În prezent, în atmosferă a fost stabilit un conținut constant de oxigen. Este cheltuită aproape complet pentru respirația, arderea și degradarea substanțelor organice.

Oxigenul este unul dintre cele mai multe substanțe active. Procesele care implică oxigen se numesc reacții de oxidare. Acestea includ arderea, respirația, putrezirea și multe altele. Tabelul arată arderea uleiului, care are loc odată cu eliberarea de căldură și lumină.

Reacțiile de ardere pot aduce nu numai beneficii, ci și rău. Arderea poate fi oprită prin întreruperea accesului aerului (oxidantului) la obiectul care arde folosind spumă, nisip sau o pătură.

Stingătoarele cu spumă sunt umplute cu o soluție concentrată de bicarbonat de sodiu. Când vine în contact cu acidul sulfuric concentrat, aflat într-o fiolă de sticlă în partea de sus a extinctorului, se formează o spumă de dioxid de carbon. Pentru a activa extinctorul, întoarceți-l și loviți podeaua cu un știft metalic. În acest caz, fiola cu acid sulfuric se rupe, iar dioxidul de carbon format ca urmare a reacției acidului cu bicarbonatul de sodiu spumează lichidul și îl aruncă din stingător într-un curent puternic. Lichidul spumos și dioxidul de carbon, care învăluie un obiect care arde, împinge aerul și stinge flacăra.

1. Indicați dacă fenomenele descrise în imagini sunt fizice sau chimice.

2. Potrivire.

Exemple de reacții chimice:
I. interacțiunea marmurei cu acidul clorhidric;
II. interacțiunea fierului cu sulful;
III. descompunerea peroxidului de hidrogen;
IV. interacțiunea dioxidului de carbon cu apa de var.

Condiții pentru apariția reacțiilor chimice:
a) contactul substanțelor;
b) încălzire;
c) utilizarea unui catalizator.

Răspuns: I - a; II - a, b; III - în; IV - a.

3. Completați diagrama 2.

4. „Cuvânt încrucișat – în sens invers”. Toate cuvintele din cuvintele încrucișate au fost deja introduse. Definiți fiecare cuvânt cât mai precis posibil.

„Cuvântul cheie” este prima reacție chimică cu care omul a făcut cunoștință.

1. Unul din patru stări de agregare substante.
2. Formarea unui solid în soluție în timpul unei reacții chimice.
3. Poziția a două sau mai multe corpuri, obiecte, substanțe.
4. Un dispozitiv portabil sau mobil pentru stingerea incendiilor.
5. Procesul se caracterizează printr-o creștere a temperaturii.
6. substanta chimica, care accelerează reacția, dar nu face parte din produșii de reacție.
7. Impactul obiectelor unul asupra celuilalt.

Viteza de reacție chimică este modificarea cantității de reactant sau produs de reacție pe unitate de timp pe unitate de volum (pentru o reacție omogenă) sau pe unitate de suprafață de interfață (pentru o reacție eterogenă).

Legea acțiunii în masă: dependenţa vitezei de reacţie de concentraţia reactanţilor.

Cu cât concentrația este mai mare, cu atât este mai mare numărul de molecule conținute în volum.În consecință, numărul de ciocniri crește, ceea ce duce la o creștere a vitezei procesului.

Ecuația cinetică– dependența vitezei de reacție de concentrație.

Solide egal cu 0

Molecularitatea reacției este numărul minim de molecule implicate într-un proces chimic elementar. Pe baza molecularității, reacțiile chimice elementare se împart în moleculare (A →) și bimoleculare (A + B →); reacțiile trimoleculare sunt extrem de rare.

Ordine generală de reacție este suma exponenților gradelor de concentrare din ecuația cinetică.

Constanta vitezei de reactie- coeficientul de proporţionalitate în ecuaţia cinetică.

Regula lui Van't Hoff: Pentru fiecare creștere de 10 grade a temperaturii, constanta de viteză a unei reacții elementare omogene crește de două până la patru ori

Teoria activă a coliziunii

(TAC), există trei condiții necesare pentru ca o reacție să aibă loc:

Moleculele trebuie să se ciocnească. Aceasta este o condiție importantă, dar nu este suficientă, deoarece o coliziune nu provoacă neapărat o reacție.

Moleculele trebuie să aibă energia necesară (energie de activare).- Moleculele trebuie să fie corect orientate unele față de altele. Energia de activare

cantitate minima energie care trebuie furnizată sistemului pentru ca o reacție să aibă loc.

Ecuația lui Arrhenius

stabilește dependența constantei de viteză a unei reacții chimice de temperatură

A - caracterizează frecvența ciocnirilor moleculelor care reacţionează

R este constanta universală a gazului.

Influența catalizatorilor asupra vitezei de reacție.

Un catalizator este o substanță care modifică viteza unei reacții chimice, dar nu este consumată în reacție și nu este inclusă în produsele finale. un fenomen chimic, a cărui esență este modificarea vitezelor reacțiilor chimice sub acțiunea anumitor substanțe (se numesc catalizatori).

cataliză eterogenă - Reactivul și catalizatorul sunt în diferite faze - gazoase și solide.

cataliza omogena - reactanții (reactivii) și catalizatorul sunt în aceeași fază - de exemplu, ambele sunt gaze sau ambele sunt dizolvate într-un anumit solvent.

Termeni echilibru chimic

starea de echilibru chimic se menține atâta timp cât condițiile de reacție rămân neschimbate: concentrație, temperatură și presiune.

Principiul lui Le Chatelier: Dacă se exercită orice influență externă asupra unui sistem care este în echilibru, atunci echilibrul se va deplasa către reacția că această acțiune va slăbi.

constanta de echilibru - Aceasta este o măsură a completitudinii reacției; cu cât valoarea constantei de echilibru este mai mare, cu atât este mai mare gradul de conversie a substanțelor inițiale în produși de reacție.

K r = C pr \ C afară

ΔG<0 К р >1 Din pr > Din afară

ΔG>0 K p<1 С пр <С исх