Химиялық реакциялардың жылдамдығы
Оқылатын тақырыптар
Бұл сабақтар топтамасы химиялық кинетика және химиялық тепе-теңдік ұғымдарын жүйелі түрде меңгертуге бағытталған.
-
§4.1. Химиялық реакциялардың жылдамдығы
Сабақ үлгісіРеакция жылдамдығының анықтамасы, өлшем бірліктері, орташа жылдамдық, гомогенді және гетерогенді реакциялар.
-
§4.2. Химиялық реакциялардың жылдамдығына әр түрлі факторлардың әсері
Концентрация, температура, беткі аудан, табиғаты және орта факторларының рөлі.
-
§4.3. Химиялық реакцияларға өршіткі (катализатор) әсері
Өршіткі әсерінің мәні, реакция механизміне ықпал етуі және практикалық маңызы.
-
§4.4. Химиялық тепе-теңдік
Қайтымды реакциялар, тепе-теңдік күйі және тепе-теңдікке әсер ететін шарттар.
-
§4.5. Химиялық тепе-теңдіктің ығысуы. Ле-Шателье принципі
Тепе-теңдіктің ығысу бағыттары және жүйеге әсер еткенде тепе-теңдіктің жауап беруі.
Сабақтың мақсаттары
Білімділік
- Химиялық реакция жылдамдығы туралы білімді тереңдету және жүйелеу.
- Реакция жылдамдығына әсер ететін факторларды түсіндіру.
- Әсер етуші массалар заңы және Вант–Гофф ережесі туралы ұғым қалыптастыру.
- Алынған білім негізінде қорытынды жасай білуге үйрету.
Дамытушылық және тәрбиелік
- Құрамы мен қасиеттері, кристалл торы және олардың байланысын талдауға дағдыландыру.
- Есте сақтау, зейін қою және бақылау дағдыларын дамыту.
- Сабақ уақытын тиімді бағалауға үйрету, еңбекқорлық пен пәнге қызығушылықты арттыру.
Сабақтың құрылымы
1) Ұйымдастыру кезеңі
- Сабақтың мақсаты мен кезеңдерін анықтау, жұмысқа қолайлы орта қалыптастыру.
- Амандасу, оқушылардың сабаққа дайындығын тексеру.
- Оқушылардың назарын сабаққа аудару, жалпы жоспарды таныстыру.
2) Үй тапсырмасын тексеру
Мақсаты — тапсырманың толық әрі дұрыс орындалуын бақылау, қателер мен қиындықтарды анықтау және түзету.
Тексеру тәсілі: айналым бойынша берілген тапсырмаларды қарастыру.
3) Жаңа тақырыпқа кіріспе және білімді жаңғырту
Оқушылармен бірге сабақтың мақсатын айқындап, жаңа материалдың практикалық маңызын көрсету және оқу проблемасын қою.
Ой қозғау сұрақтары
- Химиялық реакциялар бірдей жағдайда бірдей жылдамдықпен жүре ме?
- Химиялық реакциялардың жылдамдығына қандай факторлар әсер етеді?
§4.1. Химиялық реакциялардың жылдамдығы
Негізгі ұғым
Химиялық реакциялардың жылдамдығын зерттейтін химия бөлімі химиялық кинетика деп аталады. Реакция жылдамдығы — белгілі бір уақыт бірлігінде әрекеттесуші заттардың немесе реакция өнімдерінің біреуінің концентрациясының өзгеруі.
Әдетте концентрация моль/л (mol/L) бірлігімен, ал уақыт секунд немесе минутпен өрнектеледі.
Маңызды ескерту
Реакция теңдеуіндегі барлық заттар өзара байланысқандықтан, бір зат концентрациясының өзгеруі арқылы қалған компоненттердің өзгерісі туралы қорытынды жасауға болады.
Орташа жылдамдық түсінігі
A + B → C + D теңдеуі бойынша жүретін реакцияны қарастырайық. Реакция барысында A заты жұмсалған сайын оның концентрациясы азаяды, сондықтан реакция жылдамдығы да өзгеріп отырады.
Белгілеулер
- t1 уақыт мезетінде концентрация C1
- t2 уақыт мезетінде концентрация C2
- Уақыт аралығы: Δt = t2 − t1
- Концентрация өзгерісі: ΔC = C2 − C1
Формула (орташа жылдамдық)
Реакцияның орташа жылдамдығы:
v = − ΔC / Δt
«Минус» таңбасы реагент концентрациясы кемігенде (ΔC < 0) жылдамдық мәнін оң шама ретінде көрсету үшін қолданылады.
Гомогенді және гетерогенді реакциялар
Химиялық реакциялар газ қоспасының немесе ерітіндінің көлемінде, сондай-ақ қатты заттың бетінде жүруі мүмкін. Сондықтан реакция жылдамдығын талдағанда жүйенің фазалық құрамын ескеру маңызды.
Гомогенді жүйе
Бір фазадан тұратын жүйе гомогенді деп аталады. Мұндай жүйедегі реакциялар гомогенді реакциялар болады.
Гомогенді реакцияның жылдамдығы — жүйенің белгілі бір көлемінде уақыт бірлігінде реакцияға қатысқан немесе түзілген зат мөлшері.
Гетерогенді жүйе
Бірнеше фазадан тұратын жүйе гетерогенді деп аталады. Мұндай жағдайдағы реакциялар гетерогенді реакциялар болады.
Фаза — жүйенің басқа бөліктерінен бөліну беті арқылы ажыратылған бөлігі.
Формула (гомогенді реакция үшін)
Гомогенді реакция жылдамдығы әдетте зат мөлшерінің көлем мен уақытқа қатынасы арқылы өрнектеледі:
v = Δn / (V · Δt)
Мұнда Δn — зат мөлшерінің өзгерісі, V — көлем, Δt — уақыт аралығы.
Келесі қадам
Келесі параграфтарда реакция жылдамдығына әсер ететін факторлар, өршіткі әсері, сондай-ақ химиялық тепе-теңдік және Ле-Шателье принципі қарастырылады.