स्वायत्त ताप स्रोत (व्यक्तिगत ताप उपकरण)। (समीक्षा)

एक रासायनिक प्रतिक्रिया की दर पर तापमान का प्रभाव लगभग किसके द्वारा निर्धारित किया जाता है वान्ट हॉफ का नियम। तापमान में 10 0 C की वृद्धि के साथ, रासायनिक प्रतिक्रिया की दर 2-4 गुना बढ़ जाती है।

वैंट हॉफ नियम का गणितीय संकेतन: γ - अभिक्रिया दर तापमान गुणांक या वान्ट हॉफ गुणांकअधिकांश प्रतिक्रियाओं के लिए 2-4 की सीमा में है।

एक कार्य।यदि तापमान 80 0 से 120 0 में बदल जाता है, तो गैस चरण में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रिया की दर कितनी बार बदलेगी ( γ = 3)?

वैंट हॉफ नियम के अनुसार, हम लिखते हैं:

तापमान में वृद्धि के साथ रासायनिक प्रतिक्रिया की दर में वृद्धि को न केवल परस्पर क्रिया करने वाले अणुओं की गतिज ऊर्जा में वृद्धि द्वारा समझाया गया है। उदाहरण के लिए, निरपेक्ष तापमान के वर्गमूल के अनुपात में अणुओं के टकराव की संख्या बढ़ जाती है। जब पदार्थों को शून्य से एक सौ डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है, तो अणुओं की गति की गति 1.2 गुना बढ़ जाती है, और रासायनिक प्रतिक्रिया की गति लगभग 59 हजार गुना बढ़ जाती है। बढ़ते तापमान के साथ प्रतिक्रिया दर में इतनी तेज वृद्धि को सक्रिय अणुओं के अनुपात द्वारा समझाया गया है जिनके टकराव से रासायनिक संपर्क होता है। केवल सक्रिय संघट्टों के सिद्धांत के अनुसार सक्रिय अणु,जिसकी ऊर्जा किसी दिए गए पदार्थ के अणुओं की औसत ऊर्जा से अधिक होती है, अर्थात। सक्रियण ऊर्जा के साथ अणु।

सक्रियण ऊर्जा (ई ए)- यह औसत आपूर्ति की तुलना में अतिरिक्त ऊर्जा है जो कि रासायनिक प्रतिक्रिया करने के लिए अणुओं के पास होनी चाहिए। अगर ई ए< 40 кДж/моль – реакции протекают быстро, если Е А >120 kJ / mol - प्रतिक्रियाएँ नहीं जाती हैं यदि E A = 40-120 kJ / mol - प्रतिक्रियाएँ सामान्य परिस्थितियों में आगे बढ़ती हैं। तापमान में वृद्धि सक्रियण ऊर्जा को कम करती है, पदार्थों को अधिक प्रतिक्रियाशील बनाती है, और बातचीत की दर बढ़ जाती है।

तापमान पर रासायनिक प्रतिक्रिया की दर की अधिक सटीक निर्भरता किसके द्वारा स्थापित की गई थी सी. अरहेनियस: प्रतिक्रिया दर स्थिरांक प्राकृतिक लघुगणक के आधार (-ई ए / आरटी) के लिए आनुपातिक है। ,

ए - पूर्व-घातीय कारक, सक्रिय की संख्या निर्धारित करता है

टक्कर;

ई घातांक (प्राकृतिक लघुगणक का आधार) है।

मौसम से प्रेरित

काम के सिद्धांतों के बारे में कुछ जानकारी

चारकोल हीटर।
90 साल पहले भी, आविष्कारशील विचार सबसे आम एक्ज़ोथिर्मिक प्रक्रिया में बदल गया - दहन प्रतिक्रिया। ऐसे उपकरण दिखाई दिए जिनमें विशेष कागज में लिपटे एक सुलगती कार्बन रॉड को धातु के मामले में रखा गया था, और बाद वाले को कपड़े के मामले में रखा गया था। ऐसे हीटरों का वजन अपेक्षाकृत कम होता है, और उन्होंने 5-6 घंटे तक काम किया। मामले की सतह पर, तापमान 60 से 100 डिग्री सेल्सियस के बीच था।

C + O2 -> CO2 + 94 kcal/mol

उत्प्रेरक हीटर।
प्रथम विश्व युद्ध के दौरान, लाखों सैनिक खाइयों में जम गए, और चार युद्ध वर्षों के दौरान, संयुक्त राज्य अमेरिका, जापान और इंग्लैंड के आविष्कारकों ने पॉकेट लिक्विड हीटर के कई संस्करणों का पेटेंट कराया। उनके संचालन का सिद्धांत सरल था: शराब या गैसोलीन का उत्प्रेरक ज्वलनशील ऑक्सीकरण। प्लेटिनम ने सभी मामलों में उत्प्रेरक के रूप में कार्य किया। जापानी हीटिंग पैड सिगरेट के मामले की तरह दिखता था, जिसके अंदर कपास से भरा एक जलाशय और एक प्लेटिनम गैसकेट था। उत्प्रेरक को हवा की आपूर्ति और दहन गैसों को हटाने के लिए आवास में छेद ड्रिल किए गए थे। हीटिंग पैड शुरू करने के लिए, टैंक में अल्कोहल डाला गया, जिससे रूई भीग गई। फिर उत्प्रेरक को माचिस की तीली से गर्म किया गया और प्रतिक्रिया शुरू हुई। उत्प्रेरक हीटर का मुख्य नुकसान उनकी सीमित सेवा जीवन है: ईंधन में निहित अशुद्धियां उत्प्रेरक को जल्दी से जहर देती हैं और हीटिंग सिगरेट का मामला बेकार हो जाता है।

लाइम स्लेकिंग रिएक्शन का उपयोग करते हुए हीटिंग पैड।

1920 के दशक में जर्मनी में, खेत में भोजन को गर्म करने के लिए, पानी से बुझाते समय बुझाते समय निकलने वाली गर्मी का उपयोग करने का प्रस्ताव रखा गया था। हालांकि, प्रतिक्रिया के अपर्याप्त बड़े थर्मल प्रभाव ने पहले इस विचार के व्यावहारिक अनुप्रयोग को रोका। एक कदम आगे दो प्रतिक्रियाओं का संयोजन था: लाइम स्लेकिंग और लाइम न्यूट्रलाइजेशन। ऐसा करने के लिए, ऑक्सालिक या साइट्रिक एसिड क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स को चूने में पेश किया गया था। हीटिंग पैड में प्रतिक्रियाएं निम्नलिखित योजना के अनुसार हुईं।

सीएओ + एच 2 ओ -> सीए (ओएच) 2 + 10.6 किलो कैलोरी।
2Ca (OH) 2 + H2C2O4 + 2 H2O -> CaC2O4 + 4H2O + 31 किलो कैलोरी

इन दो प्रतिक्रियाओं के साथ, पोर्टेबल डिवाइस में तापमान 100 से 300 डिग्री सेल्सियस तक प्राप्त करना संभव है। इसके अलावा, एसिड हाइड्रेट्स का उपयोग आपको थोड़ी मात्रा में पानी के साथ हीटिंग पैड शुरू करने की अनुमति देता है, और तटस्थता के दौरान छोड़ा गया पानी चूने के अगले हिस्से के साथ प्रतिक्रिया करेगा।

धातु ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं का उपयोग कर हीटिंग पैड।
सामान्य परिस्थितियों में, हवा में धातुओं का क्षरण, सौभाग्य से, धीरे-धीरे होता है। लवण की उपस्थिति नाटकीय रूप से प्रक्रिया को गति देती है। 20 के दशक के अंत में, लाल सेना के सैनिकों को गर्म करने के लिए "लौह" हीटिंग पैड की सिफारिश की गई थी - लोहे के बुरादे के अलावा, पोटेशियम परमैंगनेट और भराव - कोयले और रेत को रबरयुक्त कपड़े के एक बैग में रखा गया था। पानी डालने के बाद हीटर की सतह पर 100 डिग्री सेल्सियस का तापमान 10-20 घंटे तक बना रहता है।

4Fe + 2H2 O + 3O2 -> 2 (Fe2O3 * H2O) + 390.4 kcal/mol

संक्षारक हीटिंग पैड में लोहे के बजाय, एल्यूमीनियम का उपयोग करना बेहतर होता है। इस प्रतिक्रिया में लोहे के ऑक्सीकरण की तुलना में बहुत अधिक गर्मी निकलती है:

8Al + 3Fe3O4 ---> 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcal/mol

धातु विस्थापन प्रतिक्रियाओं का उपयोग कर हीटिंग पैड।
1940 में, यूएसएसआर ने एक हीटिंग बेल्ट विकसित किया - चमड़े से ढका एक तांबे का टैंक, जो एक पतलून बेल्ट से जुड़ा था। जलाशय 200 ग्राम प्रतिक्रिया मिश्रण से भरा था - कॉपर क्लोराइड का एल्यूमीनियम पाउडर, एक स्टोइकोमेट्रिक अनुपात में लिया गया। 100-120 मिलीलीटर की मात्रा में पानी। स्तन की जेब में एक स्प्रे बोतल से टैंक में जोड़ा गया था। पानी की आपूर्ति को एक साधारण थर्मल रिले द्वारा नियंत्रित किया गया था। बेल्ट 8 घंटे तक गर्म रह सकती है। यह रासायनिक हीटिंग पैड न केवल रूप में, बल्कि सामग्री में भी नया था: पहली बार, एक धातु के दूसरे द्वारा विस्थापन से उत्पन्न गर्मी, अधिक विद्युतीय, का उपयोग किया गया था। लेनिनग्राद में, 1942 की नाकाबंदी सर्दियों के दौरान, कॉपर क्लोराइड और लोहे की छीलन के मिश्रण से भरे हीटिंग पैड का उपयोग किया गया था। पानी से भरने से ऐसे हीटिंग पैड 60-70 घंटे काम करते हैं।

क्रिस्टलीकरण हीटर।
क्रिस्टलीकरण हीटर कम गलनांक और संलयन के अपेक्षाकृत उच्च ताप वाले पदार्थों का उपयोग करते हैं। ऐसा थर्मल संचायक गर्मी देता है, जो पहले से गरम और पिघले हुए पदार्थ के क्रिस्टलीकरण या जमने के दौरान निकलता है। संचायक हीटरों का क्लासिक वर्किंग बॉडी पैराफिन है। आप स्टीयरिक एसिड, कम पिघलने वाले क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स का भी उपयोग कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, ग्लौबर का नमक Na2 SO4 * 10H2O या सोडियम एसीटेट ट्राइहाइड्रेट CH3COONa * 3H2O। हाइड्रेटेड कैल्शियम क्लोराइड, सोडियम थायोसल्फाइट या ग्लिसरीन के छोटे जोड़ क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया को धीमा कर सकते हैं और इस तरह हीटिंग पैड की अवधि बढ़ा सकते हैं। हीटिंग पैड 15 सेकंड में गर्म हो जाता है। 55 डिग्री सेल्सियस तक और गर्मी छोड़ने की प्रक्रिया 25-30 मिनट तक चलती है। हीटिंग पैड में पर्याप्त रूप से उच्च ताप क्षमता होती है और एक और 25-30 मिनट के लिए शीतलन मोड में गर्मी देने में सक्षम होता है। क्रिस्टलीकरण प्रकार का एक हीटिंग पैड भड़काऊ प्रक्रियाओं के लिए एक चिकित्सीय और रोगनिरोधी एजेंट के रूप में अच्छा है, कटिस्नायुशूल के विभिन्न रूपों वाले रोगियों के लिए, यकृत ट्यूबेज और स्थिर परिस्थितियों में अन्य प्रक्रियाओं के लिए (घर पर या अस्पताल में)।

क्षेत्र में आपातकालीन स्थितियों में क्रिस्टलीकरण हीटर का उपयोग हीटरों के ताप विमोचन मोड की छोटी अवधि तक सीमित है।

क्रिस्टलीकरण-प्रकार के हीटिंग पैड का मुख्य लाभ बार-बार उपयोग की संभावना है: हीटिंग पैड की प्रारंभिक स्थिति को बहाल करने के लिए, इसे 15-20 मिनट के लिए पानी में उबालने के लिए पर्याप्त है।

http://umcsa.narod.ru/rus/umcsa/projects/ait.htm

टेस्ट ट्यूब हीटर
जब लंबी पैदल यात्रा, मछली पकड़ना, विशेष रूप से खराब मौसम में, अक्सर एक साधारण हीटिंग पैड की आवश्यकता होती है। बेशक, साधारण रबर भी अच्छा है, लेकिन इसकी एक महत्वपूर्ण खामी है: दांव पर इसके लिए पानी बहुत धीरे-धीरे गर्म किया जाता है।

आइए एक रासायनिक हीटिंग पैड बनाने का प्रयास करें। ऐसा करने के लिए, हमें सबसे आम अभिकर्मकों की आवश्यकता है।

आइए एक सरल प्रयोग से शुरू करते हैं। किचन में जाकर टेबल सॉल्ट का एक पैकेट लें। हालाँकि, आपको पैक की आवश्यकता नहीं है। 20 ग्राम (2 चम्मच) पर्याप्त होगा। फिर तिजोरी में देखें, जहां सभी प्रकार के घरेलू सामान और सामग्री जमा है। निश्चित रूप से अपार्टमेंट की मरम्मत के बाद थोड़ा कॉपर सल्फेट संरक्षित किया गया था। इसके लिए 40 ग्राम (3 चम्मच) की आवश्यकता होगी। संभवतः लकड़ी के चिप्स और एल्यूमीनियम तार का एक टुकड़ा भी मिलेगा। यदि हां, तो आप पूरी तरह तैयार हैं। एक मोर्टार में पाउंड विट्रियल और नमक ताकि क्रिस्टल का आकार 1 मिमी (बेशक, आंख से) से अधिक न हो। परिणामी मिश्रण में 30 ग्राम (5 बड़े चम्मच) चूरा डालें और अच्छी तरह मिलाएँ। तार के एक टुकड़े को सर्पिल या सांप से मोड़ें, इसे मेयोनेज़ जार में डालें। तैयार मिश्रण को वहां डालें ताकि बैकफिल का स्तर जार की गर्दन से 1-1.5 सेमी नीचे हो। हीटिंग पैड आपके हाथ में है। इसे क्रिया में लाने के लिए, जार में 50 मिलीलीटर (एक चौथाई कप) पानी डालना पर्याप्त है। 3-4 मिनट के बाद, हीटिंग पैड का तापमान 50-60 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाएगा।

जार में गर्मी कहाँ से आती है, और प्रत्येक घटक क्या भूमिका निभाता है? आइए प्रतिक्रिया समीकरण को देखें:

CuSO4+2NaCl > Na2SO4+CuCl2

कॉपर सल्फेट के सामान्य नमक के साथ परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप सोडियम सल्फेट और कॉपर क्लोराइड बनते हैं। वह वह है जो हमें रूचि देती है। यदि हम अभिक्रिया के उष्मा संतुलन की गणना करें तो पता चलता है कि कॉपर क्लोराइड के एक ग्राम अणु के बनने से 4700 कैलोरी ऊष्मा निकलती है। साथ ही, प्रारंभिक परिणामी तैयारी में विघटन की गर्मी 24,999 कैलोरी है। कुल: लगभग 29,600 कैलोरी।

बनने के तुरंत बाद कॉपर क्लोराइड एल्युमिनियम के तार के साथ परस्पर क्रिया करता है:

2Al+3CuCl2 > 2AlCl3+3Cu

इस मामले में, लगभग 84,000 कैलोरी जारी की जाती है (कॉपर क्लोराइड के 1 ग्राम-मोल के संदर्भ में भी)।

जैसा कि आप देख सकते हैं, प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, जारी की गई गर्मी की कुल मात्रा पदार्थ के प्रति ग्राम-अणु 100,000 कैलोरी से अधिक है। तो कोई गलती या छल नहीं है: हीटिंग पैड असली है।

चूरा के बारे में क्या? रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग न लेते हुए, वे एक ही समय में एक बहुत ही महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। लालची रूप से अवशोषित पानी, चूरा प्रतिक्रियाओं के पाठ्यक्रम को धीमा कर देता है, समय में हीटिंग पैड के काम को बढ़ाता है। इसके अलावा, लकड़ी में काफी कम तापीय चालकता होती है: यह जारी गर्मी को जमा करती है और फिर इसे लगातार दूर करती है। एक कसकर बंद कंटेनर में, गर्मी कम से कम दो घंटे तक बरकरार रहती है।

और अंतिम टिप्पणी: बैंक, निश्चित रूप से, हीटिंग पैड के लिए सबसे अच्छा बर्तन नहीं है। हमें केवल प्रदर्शन उद्देश्यों के लिए इसकी आवश्यकता थी। तो अपने लिए उस टैंक के आकार और सामग्री के बारे में सोचें जिसमें हीटिंग मिश्रण रखना है।

चेतन और निर्जीव प्रकृति को बनाने वाले रासायनिक तत्व निरंतर गति में हैं, क्योंकि इन तत्वों से बने पदार्थ लगातार बदल रहे हैं।

रासायनिक प्रतिक्रियाएं (लैटिन प्रतिक्रिया से - प्रतिकार, प्रतिकर्षण) - यह अन्य पदार्थों और भौतिक कारकों (तापमान, दबाव, विकिरण, आदि) के प्रभाव के लिए पदार्थों की प्रतिक्रिया है।

हालाँकि, यह परिभाषा पदार्थों के साथ होने वाले भौतिक परिवर्तनों से भी मेल खाती है - उबलना, पिघलना, संघनन, आदि। इसलिए, यह स्पष्ट करना आवश्यक है कि रासायनिक प्रतिक्रियाएं ऐसी प्रक्रियाएं हैं जो पुराने रासायनिक बंधनों को नष्ट करती हैं और नए बनाती हैं और परिणामस्वरूप, नए पदार्थों से बनते हैं।

हमारे शरीर के अंदर और हमारे आस-पास की दुनिया में लगातार रासायनिक प्रतिक्रियाएं हो रही हैं। अनगिनत प्रतिक्रियाओं को आमतौर पर विभिन्न मानदंडों के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। आइए 8वीं कक्षा के पाठ्यक्रम से उन संकेतों को याद करें जिनसे आप पहले से परिचित हैं। ऐसा करने के लिए, हम एक प्रयोगशाला प्रयोग की ओर मुड़ते हैं।

लैब अनुभव #3
कॉपर (II) सल्फेट के घोल में कॉपर के लिए आयरन का प्रतिस्थापन

एक परखनली में 2 मिली कॉपर (II) सल्फेट घोल डालें और उसमें एक पुश पिन या पेपर क्लिप रखें। आप क्या देख रहे हैं? आणविक और आयनिक रूपों में प्रतिक्रिया समीकरण लिखिए। रेडॉक्स प्रक्रियाओं पर विचार करें। आणविक समीकरण के आधार पर, इस प्रतिक्रिया को निम्नलिखित विशेषताओं के आधार पर प्रतिक्रियाओं के एक या दूसरे समूह को असाइन करें:
  • "शुरुआती सामग्री और प्रतिक्रिया उत्पादों की संख्या और संरचना" (जैसा कि आपको शायद याद है, इस आधार पर, संयोजन, अपघटन, प्रतिस्थापन और विनिमय की प्रतिक्रियाएं, जिनमें तटस्थता प्रतिक्रियाएं शामिल हैं, प्रतिष्ठित हैं);
  • "दिशा" (याद रखें कि, इस मानदंड के अनुसार, प्रतिक्रियाओं को दो समूहों में विभाजित किया जाता है: प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय);
  • "थर्मल प्रभाव" (दहन प्रतिक्रियाओं सहित एंडो- और एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं के बीच अंतर);
  • "तत्वों के ऑक्सीकरण राज्यों में परिवर्तन जो प्रतिक्रिया में शामिल पदार्थों को बनाते हैं" (रेडॉक्स और ऑक्सीकरण राज्यों को बदले बिना);
  • "प्रतिक्रिया करने वाले पदार्थों की कुल स्थिति" (सजातीय और विषम);
  • "एक उत्प्रेरक की भागीदारी" (एंजाइम सहित गैर-उत्प्रेरक और उत्प्रेरक)।

अब आप खुद चेक करें।

CuSO 4 + Fe \u003d FeSO 4 + Cu।

  1. यह एक प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया है, क्योंकि प्रारंभिक सरल और जटिल पदार्थों से एक नया सरल और एक नया जटिल पदार्थ बनता है।
  2. यह प्रतिक्रिया अपरिवर्तनीय है क्योंकि यह केवल एक दिशा में आगे बढ़ती है।
  3. यह प्रतिक्रिया संभवत: ऊष्माक्षेपी है, अर्थात, यह ऊष्मा के थोड़े से विमोचन के साथ आगे बढ़ती है (आप इस तथ्य के आधार पर ऐसा निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि इस प्रतिक्रिया के लिए परखनली की सामग्री को गर्म करने की आवश्यकता नहीं होती है)।
  4. यह एक रेडॉक्स प्रतिक्रिया है, क्योंकि तांबे और लोहे ने अपने ऑक्सीकरण राज्यों को बदल दिया है:

    (ऑक्सीकारक) Cu 2+ + 2ё → u 0 (कमी)

    (अपचायक एजेंट) Fe 0 - 2ё → Fe 2+ (ऑक्सीकरण)

  5. यह अभिक्रिया विषमांगी है, क्योंकि यह ठोस और विलयन के बीच होती है।
  6. उत्प्रेरक की भागीदारी के बिना प्रतिक्रिया आगे बढ़ती है - गैर-उत्प्रेरक।

    (8वीं कक्षा के पाठ्यक्रम से याद रखें कि कौन से पदार्थ उत्प्रेरक कहलाते हैं। यह सही है, ये ऐसे पदार्थ हैं जो रासायनिक प्रतिक्रिया को गति देते हैं।)

हम रसायन विज्ञान में एक बहुत ही महत्वपूर्ण अवधारणा पर आए हैं - "रासायनिक प्रतिक्रिया की दर।" यह ज्ञात है कि कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाएं बहुत जल्दी होती हैं, अन्य - काफी समय के लिए। जब सोडियम क्लोराइड के घोल में सिल्वर नाइट्रेट का घोल मिलाया जाता है, तो एक सफेद पनीर का अवक्षेप लगभग तुरंत अवक्षेपित हो जाता है:

AgNO 3 + NaCl \u003d NaNO 3 + AgCl ।

एक विस्फोट के साथ प्रतिक्रियाएं बड़ी गति से आगे बढ़ती हैं (चित्र 11, 1)। इसके विपरीत, पत्थर की गुफाओं में स्टैलेक्टाइट्स और स्टैलेग्माइट्स धीरे-धीरे बढ़ते हैं (चित्र 11, 2), स्टील उत्पाद कोरोड (जंग) (चित्र 11, 3), महलों और मूर्तियों को अम्ल वर्षा (चित्र 11) की क्रिया के तहत नष्ट कर दिया जाता है। 4))।

चावल। ग्यारह।
बड़ी गति से होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाएं (1) और बहुत धीमी गति से (2-4)

रासायनिक प्रतिक्रिया की दर को प्रति इकाई समय में अभिकारकों की सांद्रता में परिवर्तन के रूप में समझा जाता है:

वी पी \u003d सी 1 - सी 2 / टी।

बदले में, एकाग्रता को किसी पदार्थ की मात्रा के अनुपात के रूप में समझा जाता है (जैसा कि आप जानते हैं, इसे मोल में मापा जाता है) उस मात्रा में जो वह व्याप्त है (लीटर में)। यहां से रासायनिक प्रतिक्रिया की दर की माप की इकाई प्राप्त करना मुश्किल नहीं है - 1 mol / (l s)।

रासायनिक प्रतिक्रिया की दर का अध्ययन रसायन विज्ञान की एक विशेष शाखा है जिसे रासायनिक गतिकी कहा जाता है।

इसके पैटर्न को जानने से आप रासायनिक प्रतिक्रिया को नियंत्रित कर सकते हैं, जिससे यह तेज या धीमी गति से आगे बढ़ सकता है।

रासायनिक प्रतिक्रिया की दर को कौन से कारक प्रभावित करते हैं?

1. अभिकारकों की प्रकृति. आइए प्रयोग की ओर मुड़ें।

प्रयोगशाला प्रयोग संख्या 4
धातुओं के साथ एसिड की बातचीत के उदाहरण पर अभिकारकों की प्रकृति पर रासायनिक प्रतिक्रिया की दर की निर्भरता

1-2 मिलीलीटर हाइड्रोक्लोरिक एसिड को दो टेस्ट ट्यूबों में डालें और जगह दें: 1 में - एक जस्ता ग्रेन्युल, दूसरे में - समान आकार के लोहे का एक टुकड़ा। किस अभिकर्मक की प्रकृति अम्ल और धातु के बीच परस्पर क्रिया की दर को प्रभावित करती है? क्यों? आणविक और आयनिक रूपों में प्रतिक्रिया समीकरण लिखिए। ऑक्सीकरण-अपचयन के दृष्टिकोण से उन पर विचार करें।

फिर एक ही जिंक ग्रेन्युल पर दो अन्य टेस्ट ट्यूब में रखें और उनमें समान सांद्रता के एसिड के घोल डालें: पहले में - हाइड्रोक्लोरिक एसिड, दूसरे में - एसिटिक। किस अभिकर्मक की प्रकृति अम्ल और धातु के बीच परस्पर क्रिया की दर को प्रभावित करती है? क्यों? आणविक और आयनिक रूपों में प्रतिक्रिया समीकरण लिखिए। ऑक्सीकरण-अपचयन के दृष्टिकोण से उन पर विचार करें।

2. अभिकारकों की सांद्रता. आइए प्रयोग की ओर मुड़ें।

प्रयोगशाला प्रयोग संख्या 5
विभिन्न सांद्रता के हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ जस्ता की बातचीत के उदाहरण पर अभिकारकों की एकाग्रता पर रासायनिक प्रतिक्रिया की दर की निर्भरता

यह निष्कर्ष निकालना आसान है: अभिकारकों की सांद्रता जितनी अधिक होगी, उनके बीच परस्पर क्रिया की दर उतनी ही अधिक होगी।

सजातीय उत्पादन प्रक्रियाओं के लिए गैसीय पदार्थों की सांद्रता दबाव बढ़ाने से बढ़ जाती है। उदाहरण के लिए, यह सल्फ्यूरिक एसिड, अमोनिया, एथिल अल्कोहल के उत्पादन में किया जाता है।

प्रतिक्रियाशील पदार्थों की एकाग्रता पर रासायनिक प्रतिक्रिया की दर की निर्भरता का कारक न केवल उत्पादन में, बल्कि मानव जीवन के अन्य क्षेत्रों में भी ध्यान में रखा जाता है, उदाहरण के लिए, चिकित्सा में। फेफड़ों के रोगों के रोगी, जिनमें रक्त हीमोग्लोबिन की वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ बातचीत की दर कम होती है, ऑक्सीजन तकिए की मदद से सांस लेने में सुविधा प्रदान करते हैं।

3. अभिकारकों का संपर्क क्षेत्र. इस कारक पर रासायनिक प्रतिक्रिया की दर की निर्भरता को दर्शाने वाला एक प्रयोग निम्नलिखित प्रयोग का उपयोग करके किया जा सकता है।

प्रयोगशाला प्रयोग संख्या 6
अभिकारकों के संपर्क के क्षेत्र पर रासायनिक प्रतिक्रिया की दर की निर्भरता

विषम प्रतिक्रियाओं के लिए: अभिकारकों का संपर्क क्षेत्र जितना बड़ा होगा, प्रतिक्रिया दर उतनी ही तेज होगी.

आप इसे व्यक्तिगत अनुभव से देख सकते हैं। आग जलाने के लिए, आप जलाऊ लकड़ी के नीचे छोटे-छोटे चिप्स डालते हैं, और उनके नीचे - उखड़े हुए कागज, जिससे पूरी आग में आग लग जाती है। इसके विपरीत, आग को पानी से बुझाना हवा के साथ जलती हुई वस्तुओं के संपर्क के क्षेत्र को कम करना है।

उत्पादन में, इस कारक को ध्यान में रखा जाता है, तथाकथित द्रवित बिस्तर का उपयोग किया जाता है। प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाने के लिए, ठोस को लगभग धूल की स्थिति में कुचल दिया जाता है, और फिर एक दूसरा पदार्थ, आमतौर पर गैसीय, नीचे से इसके माध्यम से पारित किया जाता है। इसे बारीक विभाजित ठोस में से गुजारने से एक क्वथनांक उत्पन्न होता है (इसलिए विधि का नाम)। उदाहरण के लिए, सल्फ्यूरिक एसिड और पेट्रोलियम उत्पादों के उत्पादन में द्रवित बिस्तर का उपयोग किया जाता है।

प्रयोगशाला प्रयोग संख्या 7
द्रवित बिस्तर मॉडलिंग

4. तापमान. आइए प्रयोग की ओर मुड़ें।

प्रयोगशाला प्रयोग संख्या 8
विभिन्न तापमानों पर सल्फ्यूरिक एसिड के घोल के साथ कॉपर ऑक्साइड (II) की परस्पर क्रिया के उदाहरण पर प्रतिक्रियाशील पदार्थों के तापमान पर रासायनिक प्रतिक्रिया की दर की निर्भरता

यह निष्कर्ष निकालना आसान है कि तापमान जितना अधिक होगा, प्रतिक्रिया दर उतनी ही तेज होगी।

प्रथम नोबेल पुरस्कार विजेता, डच रसायनज्ञ जे.एक्स. वानट हॉफ ने नियम तैयार किया:

उत्पादन में, एक नियम के रूप में, उच्च तापमान वाली रासायनिक प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाता है: लोहे और स्टील के गलाने में, कांच और साबुन के पिघलने, कागज और पेट्रोलियम उत्पादों के उत्पादन आदि में (चित्र। 12)।

चावल। 12.
उच्च तापमान रासायनिक प्रक्रियाएं: 1 - लोहा गलाने; 2 - कांच का पिघलना; 3 - पेट्रोलियम उत्पादों का उत्पादन

पाँचवाँ कारक जिस पर रासायनिक प्रतिक्रिया की दर निर्भर करती है, उत्प्रेरक है। आप उससे अगले पैराग्राफ में मिलेंगे।

नए शब्द और अवधारणाएं

  1. रासायनिक प्रतिक्रियाएं और उनका वर्गीकरण।
  2. रासायनिक प्रतिक्रियाओं के वर्गीकरण के संकेत।
  3. एक रासायनिक प्रतिक्रिया की दर और वे कारक जिन पर यह निर्भर करता है।

स्वतंत्र कार्य के लिए कार्य

  1. एक रासायनिक प्रतिक्रिया क्या है? रासायनिक प्रक्रियाओं का सार क्या है?
  2. निम्नलिखित रासायनिक प्रक्रियाओं का पूर्ण वर्गीकरण दीजिए:
    • क) फास्फोरस का जलना;
    • बी) एल्यूमीनियम के साथ सल्फ्यूरिक एसिड के समाधान की बातचीत;
    • सी) तटस्थता प्रतिक्रियाएं;
    • d) नाइट्रिक ऑक्साइड (II) और ऑक्सीजन से नाइट्रिक ऑक्साइड (IV) का निर्माण।
  3. व्यक्तिगत अनुभव के आधार पर विभिन्न दरों पर होने वाली रासायनिक अभिक्रियाओं के उदाहरण दीजिए।
  4. रासायनिक प्रतिक्रिया की दर क्या है? यह किन कारकों पर निर्भर करता है?
  5. जैव रासायनिक और औद्योगिक रासायनिक प्रक्रियाओं पर विभिन्न कारकों के प्रभाव के उदाहरण दीजिए।
  6. व्यक्तिगत अनुभव के आधार पर दैनिक जीवन में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर विभिन्न कारकों के प्रभाव के उदाहरण दीजिए।
  7. खाना फ्रिज में क्यों रखा जाता है?
  8. रासायनिक प्रतिक्रिया 100 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर शुरू हुई, फिर 150 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ा दी गई। इस प्रतिक्रिया का तापमान गुणांक 2 है। रासायनिक प्रतिक्रिया की दर कितनी बार बढ़ेगी?