Είναι ο κλάδος της Χημείας που ασχολείται με δύο κύρια ερωτήματα που αφορούν τις χημικές αντιδράσεις. Το πρώτο είναι το πως γίνεται μια αντίδραση, δηλαδή.

Παρουσίαση με θέμα: "Είναι ο κλάδος της Χημείας που ασχολείται με δύο κύρια ερωτήματα που αφορούν τις χημικές αντιδράσεις. Το πρώτο είναι το πως γίνεται μια αντίδραση, δηλαδή."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Είναι ο κλάδος της Χημείας που ασχολείται με δύο κύρια ερωτήματα που αφορούν τις χημικές αντιδράσεις. Το πρώτο είναι το πως γίνεται μια αντίδραση, δηλαδή ποιο "δρόμο" ακολουθεί ή σε πόσα και ποια στάδια τα αντιδρώντα σώματα μετατρέπονται σε προϊόντα (ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ) και το δεύτερο είναι το πόσο γρήγορα γίνεται μια αντίδραση (ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ).

2 Σύμφωνα με την θεωρία αυτή για να έχουμε αποτέλεσμα σε μια χημική δράση πρέπει τα στοιχειώδη σωματίδια (μόρια, άτομα, ιόντα) των αντιδρώντων σωμάτων να συγκρουστούν κατάλληλα. Αυτό σημαίνει ότι κατά την στιγμή της σύγκρουσης τα μόρια πρέπει να έχουν τον κατάλληλο προσανατολισμό και η ενέργεια που απελευθερώνεται να είναι αρκετή ώστε να σπάσουν οι παλιοί δεσμοί και να σχηματιστούν νέοι. Οι συγκρούσεις που ικανοποιούν τις δύο αυτές απαιτήσεις χαρακτηρίζονται ενεργές ή αποτελεσματικές, γιατί ακριβώς δίνουν μόρια προϊόντων. Το ποσοστό των ενεργών συγκρούσεων καθορίζει την ταχύτητα της αντίδρασης. ΘΕΩΡΙΑ ΣΥΓΚΡΟΥΣΕΩΝ

3 Σύμφωνα με τη θεωρία της μεταβατικής κατάστασης, για να πραγματοποιηθεί μια αντίδραση θα πρέπει να σχηματιστεί κατά τη σύγκρουση των αντιδρώντων ένα ενδιάμεσο πολύπλοκο προϊόν, που συνήθως είναι πολύ ασταθές και δεν μπορεί να απομονωθεί. Το προϊόν αυτό έχει «απορροφήσει» την ενέργεια ενεργοποίησης και ονομάζεται ενεργο- ποιημένο σύμπλοκο. Για να γίνει μια χημική αντίδραση αντιδρώντα  προϊόντα χρειάζεται ένα ελάχιστο ποσό ενέργειας, που ονομά- ζεται ενέργεια ενεργοποίησης. ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗΣ

4 Ονομάζουμε ταχύτητα μετατροπής ή ρυθμό μεταβολής της συγκέντρωσης ενός συστατικού i μιας αντίδρασης, τον λόγο της μεταβολής της συγκέντρωσης του σώματος i προς τον αντίστοιχο χρόνο μέσα στον οποίο έγινε η μεταβολή αυτή: Είναι φανερό ότι η ταχύτητα μετατροπής θα είναι θετική όταν πρόκειται για προϊόν της αντίδρασης και αρνητική όταν πρόκειται για αντιδρών σώμα. Επίσης η ταχύτητα μετατροπής ενός συστατικού θα διαφέρει από την ταχύτητα μετατροπής ενός άλλου συστατικού εφόσον υπάρχει διαφορετικός συντελεστής στην στοιχειομετρική εξίσωση. ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ

5 Σε μια υποθετική αντίδραση της μορφής αΑ + βΒ  γΓ + δΔ μπορούμε να ορίσουμε την μέση ταχύτητα αντίδρασης γενικά ως εξής: Με τον τρόπο αυτό χρησιμοποιώντας οποιοδήποτε αντιδρών ή προϊόν θα καταλήγουμε στο ίδιο αριθμητικό αποτέλεσμα. Οι μονάδες ταχύτητας θα είναι το πηλίκο μονάδων συγκέντρωσης προς μονάδες χρόνου. Έτσι μπορούμε να έχουμε: ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ

6 Στην υποθετική αντίδραση της μορφής αΑ + βΒ  γΓ + δΔ η στιγμιαία ταχύτητα αντίδρασης ορίζεται ως εξής: Η στιγμιαία ταχύτητα δεν μπορεί να υπολογιστεί (στην Β Λυκείου) χρησιμοποιώντας τον παραπάνω τύπο, λόγω έλλειψης των αντίστοιχων μαθηματικών γνώσεων. Έτσι για να υπολογίσουμε την στιγμιαία ταχύτητα χρησιμοποιούμε την γραφική μέθοδο που θα συναντήσουμε στη συνέχεια. ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ

7 Η μέτρηση της ταχύτητας μπορεί να γίνει είτε με χημική διαδικασία (ποιοτική και ποσοτική ανάλυση) είτε με φυσικές διαδικασίες. ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ Λέγοντας φυσική διαδικασία εννοούμε μέτρηση μιας φυσικής ιδιότητας που εξαρτάται από την συγκέντρωση ενός συστατικού και υπολογισμός μέσω ενός μαθηματικού τύπου της συγκέντρωσης του συστατικού αυτού. Για παράδειγμα μπορούμε να μετρήσουμε το pH ενός διαλύματος και στη συνέχεια να υπολογίσουμε την συγκέντρωση κατιόντων υδρογόνου από την σχέση: Μετρώντας λοιπόν το pH σε διαφορετικές χρονικές στιγμές μπορούμε να υπολογίσουμε την μεταβολή της συγκέντρωσης και επομένως την ταχύτητα. Η φυσική διαδικασία πλεονεκτεί από την χημική γιατί δεν χρειάζεται δειγματοληψία και απαιτείται ελάχιστος χρόνος για τις μετρήσεις.

8 Γραφική παράσταση της συγκέντρωσης ενός προϊόντος σε συνάρτηση με τον χρόνο. Η στιγμιαία ταχύτητα της αντίδρασης είναι ίση με την εφαπτομένη της γωνίας που σχηματίζει ο άξονας του χρόνου με την εφαπτομένη της καμπύλης στο χρονικό σημείο που επιθυμούμε: υ=εφα Η μέση ταχύτητα για το χρονικό διάστημα Δt ισούται με ΔC/Δt. Έχοντας λοιπόν τις τιμές της συγκέντρωσης σε διαφορετικές χρονικές στιγμές μπορούμε να δημιουργήσουμε ένα διάγραμμα που θα δείχνει την μεταβολή της συγκέντρωσης συναρτήσει του χρόνου. Από το διάγραμμα αυτό μπορούμε να υπολογίσουμε τόσο την μέση όσο και την στιγμιαία ταχύτητα ενός χημικού φαινομένου t1t1 t2t2 C1C1 C2C2 AB Γ Δ α