Химическая система – вещество или совокупность веществ физически ограниченные от окружающей среды




НазваниеХимическая система – вещество или совокупность веществ физически ограниченные от окружающей среды
Дата конвертации28.04.2013
Размер445 b.
ТипПрезентации



Химическая система – вещество или совокупность веществ физически ограниченные от окружающей среды

  • Химическая система – вещество или совокупность веществ физически ограниченные от окружающей среды

  • Гомогенная система – система, состоящая из 1й фазы

  • Гетерогенная система - …

  • Фаза – часть системы, отделенная от др. частей поверхностью раздела, при переходе через которую свойства меняются скачком.

  • В гомогенной системе реакция идет во всем объеме системы:

  • H2SO4+Na2S2O3=Na2SO4+H2O+SO2 + S

  • В гетерогенной системе реакция идет только на поверхности раздела фаз: Fe+2HCl=FeCl2+H2

  • Скорость гомогенной реакции - кол-во вещества, вступающего в реакцию или образующегося в ходе реакции за единицу времени в единице объема системы:



Скорость гетерогенной реакции - кол-во вещества, вступающего в реакцию или образующегося в ходе реакции за единицу времени на единице поверхности фазы:

  • Скорость гетерогенной реакции - кол-во вещества, вступающего в реакцию или образующегося в ходе реакции за единицу времени на единице поверхности фазы:

  • Гетерогенные реакции связаны с процессами переноса вещества. Стадии гетерогенной реакции:

  • Подвод реагирующих веществ к поверхности

  • Химическая реакция на поверхности

  • Отвод продуктов реакции от поверхности

  • Факторы, влияющие на скорость химической реакции:

  • Природа реагирующих веществ

  • Концентрация реагирующих веществ

  • Температура

  • Катализаторы



Зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ

  • Зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ

  • Реакция происходит при соударении частиц. Чем выше концентрация, тем больше частиц. Чем больше частиц, тем больше соударений, тем выше скорость реакции.

  • A+B=C V=k[A][B]

  • k - константа скорости реакции



 Гетерогенные реакции: C+O2=CO2

  •  Гетерогенные реакции: C+O2=CO2

  • V=k[O2]

  • k – константа скорости химической реакции. k не зависит от концентрации.

  • 2. Зависимость скорости реакции от температуры

  • Активные молекулы – молекулы, обладающие энергией активации.

  • Температурный коэффициент –

  • число, показывающее во сколько раз

  • возрастает скорость реакции при

  • увеличении температуры на 10 (К=2-4)







3. Зависимость скорости реакции от катализатора

  • 3. Зависимость скорости реакции от катализатора

  • Катализатор – вещество, не расходующееся в результате реакции, но влияющее на ее скорость.

  • Катализ – явление изменения скорости реакции под действием катализатора







Принцип действия ферментов

  • Принцип действия ферментов

  • 1. Модель «ключ-замок»: В 1890 г. Эмиль Фишер предположил, что специфичность ферментов определяется точным соответствием формы фермента и субстрата



2. Модель индуцированного соответствия: В 1958 г. Дениел Кошланд предложил модификацию модели «ключ-замок». Ферменты, в основном, - не жесткие, а гибкие молекулы. Активный центр фермента может изменить конформацию после связывания субстата. Боковые группы аминокислот активного центра принимают такое положение, которое позволяет ферменту выполнить свою каталитическую функцию. В некоторых случаях молекула субстрата также меняет конформацию после связывания в активном центре.

  • 2. Модель индуцированного соответствия: В 1958 г. Дениел Кошланд предложил модификацию модели «ключ-замок». Ферменты, в основном, - не жесткие, а гибкие молекулы. Активный центр фермента может изменить конформацию после связывания субстата. Боковые группы аминокислот активного центра принимают такое положение, которое позволяет ферменту выполнить свою каталитическую функцию. В некоторых случаях молекула субстрата также меняет конформацию после связывания в активном центре.



Активность ферментов определяется их трёхмерной структурой.

  • Активность ферментов определяется их трёхмерной структурой.

  • Как и все белки, ферменты синтезируются в виде линейной цепочки аминокислот, которая сворачивается определённым образом. Каждая последовательность аминокислот сворачивается особым образом, и получающаяся молекула (белковая глобула) обладает уникальными свойствами. Несколько белковых цепей могут объединяться в белковый комплекс. Третичная структура белков разрушается при нагревании или воздействии некоторых химических веществ.

  • Чтобы катализировать реакцию, фермент должен связаться с одним или несколькими субстратами. Белковая цепь фермента сворачивается таким образом, что на поверхности глобулы образуется щель, или впадина, где связываются субстраты. Эта область называется сайтом связывания субстрата. Обычно он совпадает с активным центром фермента или находится вблизи него. Некоторые ферменты содержат также сайты связывания кофакторов или ионов металлов.



Есть ферменты, которым для осуществления катализа необходимы компоненты небелковой природы. Кофакторы могут быть как неорганическими молекулами (ионы металлов, железо-серные кластеры и др.), так и органическими (например, флавин или гем). Органические кофакторы, прочно связанные с ферментом, называют также простетическими группами. Кофакторы органической природы, способные отделяться от фермента, называют коферментами.

  • Есть ферменты, которым для осуществления катализа необходимы компоненты небелковой природы. Кофакторы могут быть как неорганическими молекулами (ионы металлов, железо-серные кластеры и др.), так и органическими (например, флавин или гем). Органические кофакторы, прочно связанные с ферментом, называют также простетическими группами. Кофакторы органической природы, способные отделяться от фермента, называют коферментами.

  • Фермент, который требует наличия кофактора для проявления каталитической активности, но не связан с ним, называется апо-фермент. Апо-фермент в комплексе с кофактором носит название холо-фермента. Большинство кофакторов связано с ферментом нековалентными, но довольно прочными взаимодействиями. Есть и такие простетические группы, которые связаны с ферментом ковалентно, например, тиаминпирофосфат в пируватдегидрогеназе.



1. Необратимые акции – одно из реагирующих веществ расходуется полностью.

  • 1. Необратимые акции – одно из реагирующих веществ расходуется полностью.



Химическое равновесие – состояние системы, при котором скорость прямо реакции равняется скорости обратной

  • Химическое равновесие – состояние системы, при котором скорость прямо реакции равняется скорости обратной

  • Константа химического равновесия



Нарушение равновесия из-за изменения концентраций реагирующих веществ

  • Нарушение равновесия из-за изменения концентраций реагирующих веществ

  • При увеличении концентрации какого-либо вещества равновесие смещается в сторону расхода этого вещества.











































Восстановление:

  • Восстановление:

  • Восстановлением называется процесс присоединения электронов атомом вещества, при этом его степень окисления понижается.

  • При восстановлении атомы или ионы присоединяют электроны. При этом происходит понижение валентности (степени окисления) элемента.

  • Примеры: восстановление оксидов металлов до свободных металлов при помощи водорода, углерода, других веществ; восстановление органических кислот в альдегиды и спирты; гидрогенизация жиров и др.

  • Восстановитель, отдавая электроны, приобретает окислительные свойства, превращаясь в сопряжённый окислитель



Окислительно-востановительная реакция между водородом и фтором:

  • Окислительно-востановительная реакция между водородом и фтором:

  • Разделяется на две полуреакции:

  • Окисление:

  • Восстановление:



Электрохимическая система - система:

  • Электрохимическая система - система:

  • - состоящая из двух электродов и находящегося с ними в контакте проводника второго рода (электролита);

  • - в которой могут протекать как минимум одна электрохимическая реакция окисления и одна электрохимическая реакция восстановления вещества.



Потенциал электрода E связан с активностью и концентрацией веществ, участвующих в электродном процессе, уравнением Нернста:

  • Потенциал электрода E связан с активностью и концентрацией веществ, участвующих в электродном процессе, уравнением Нернста:

  • где E0 - стандартный потенциал редокс-системы;   R - универсальная газовая постоянная, равная 8,312 Дж/(моль К);   T - абсолютная температура, К;   F - постоянная Фарадея, равная 96485 Кл/моль;   n - число электронов, принимающих участие в электродной реакции;   aox, ared - активности соответственно окисленной и восстановленной форм редокс-системы;   [ox], [red] - их молярные концентрации;   ox, red - коэффициенты активности.



Если в формулу Нернста подставить числовые значения констант R и F и перейти от натуральных логарифмов к десятичным(lnN = 2,303lgN), то при T=298K получим:

  • Если в формулу Нернста подставить числовые значения констант R и F и перейти от натуральных логарифмов к десятичным(lnN = 2,303lgN), то при T=298K получим:



Атомы цинка могут переходить из металлической решетки в водный раствор в виде ионов цинка Zn2+; при этом освободившиеся электроны уходят по электрической цепи, т. е. происходит процесс:

  • Атомы цинка могут переходить из металлической решетки в водный раствор в виде ионов цинка Zn2+; при этом освободившиеся электроны уходят по электрической цепи, т. е. происходит процесс:







Схема двойного электрического слоя (а) и (б); распределение заряда в объеме электролита (в).

  • Схема двойного электрического слоя (а) и (б); распределение заряда в объеме электролита (в).



Рис. б. в случае неактивного металла равновесная концентрация ионов металла в растворе очень мала. При погружении в собственную соль, часть ионов металла восстановится на электроде. Электрод зарядится положительно, а раствор соли - отрицательно.

  • Рис. б. в случае неактивного металла равновесная концентрация ионов металла в растворе очень мала. При погружении в собственную соль, часть ионов металла восстановится на электроде. Электрод зарядится положительно, а раствор соли - отрицательно.

  • Т.о, потенциал каждого электрода зависит от природы металла, концентрации его ионов в растворе и температуры.

  • Стандартный электродный потенциал – потенциал, возникающий при погружении металла в раствор его соли концентрацией 1 г-ион на 1 литр (активность а=1). Возможно определить лишь относительное значение электродного потенциала к стандартному электроду.

  • В качестве стандартного электрода используют обратимый водородный электрод (2Н+Н2, Pt).

  • Если водородный электрод соединен с электродом , окисляющимся легче водорода, то на нем восстанавливаются ионы водорода и наоборот.









В ряду напряжений потенциалы расположены по возрастанию их величин, что соответствует уменьшению восстановительной и повышению окислительной активности соответствующих систем.

  • В ряду напряжений потенциалы расположены по возрастанию их величин, что соответствует уменьшению восстановительной и повышению окислительной активности соответствующих систем.

  • Если составить электрохимическую цепь из двух электроходов этого ряда, то на одном из них, потенциал которого ниже по сравнению с другим, будет идти процесс окисления, а на другом – процесс восстановления.

  • Ряд напряжений характеризует химические свойства металлов:

  • Чем левее в ряду напряжений находится металл, тем он химически активнее, тем легче окисляется и трудней восстанавливается из своих ионов

  • Каждый металл этого ряда, не разлагающий воду, вытесняет все следующие за ним металлы из растворов их солей.

  • Все металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода, вытесняют его из разбавленных кислот, а стоящие правее водорода его не вытесняют.



4. Чем дальше расположены друг от друга в ряду напряжений два данных металла, тем большую ЭДС будет иметь построенный из них биметаллический гальванический элемент.

  • 4. Чем дальше расположены друг от друга в ряду напряжений два данных металла, тем большую ЭДС будет иметь построенный из них биметаллический гальванический элемент.

  • Величина электродного потенциала металла зависит от свойств металла, активности его ионов в растворе, и температуры.



Гальванический элемент — химический источник электрического тока, названный в честь Луиджи Гальвани. Принцип действия гальванического элемента основан на взаимодействии двух металлов через электролит, приводящем к возникновению в замкнутой цепи электрического тока. ЭДС гальванического элемента зависит от материала электродов и состава электролита.

  • Гальванический элемент — химический источник электрического тока, названный в честь Луиджи Гальвани. Принцип действия гальванического элемента основан на взаимодействии двух металлов через электролит, приводящем к возникновению в замкнутой цепи электрического тока. ЭДС гальванического элемента зависит от материала электродов и состава электролита.

  • Если в гальваническом элементе протекают обратимые химические реакции, то он называется аккумулятором.





Катод - отрицательный полюс источника тока ( гальванического элемента, электрической батареи и т. д.) или электрод некоторого прибора, присоединённый к отрицательному полюсу источника тока. При процессах электролиза (получение элементов из их растворов и расплавов под действием постоянного электрического тока), катод - отрицательный полюс, на нём происходит восстановление металла.

  • Катод - отрицательный полюс источника тока ( гальванического элемента, электрической батареи и т. д.) или электрод некоторого прибора, присоединённый к отрицательному полюсу источника тока. При процессах электролиза (получение элементов из их растворов и расплавов под действием постоянного электрического тока), катод - отрицательный полюс, на нём происходит восстановление металла.

  • Анод - положительный полюс источника тока ( гальванического элемента, электрической батареи и т. д.). Потенциал анода при работе источника положителен по отношению к потенциалу катода. При процессах электролиза (получение элементов из их растворов и расплавов под действием постоянного электрического тока), анод - положительный полюс, на нём происходит окисление.

  • ЭДС всякого гальванического элемента – величина положительная. Вычисляется по разности электродных потенциалов и характеризует максимально полезную работу, которая может быть произведена системой при протекании данной реакции.



ЭДС гальванического элемента равна разности электродных потенциалов составляющих его электродов. В соответствии с принятой формой записи гальванического элемента его ЭДС равна электродному потенциалу правого электрода (окислителя) минус электродный потенциал левого электрода (восстановителя).

  • ЭДС гальванического элемента равна разности электродных потенциалов составляющих его электродов. В соответствии с принятой формой записи гальванического элемента его ЭДС равна электродному потенциалу правого электрода (окислителя) минус электродный потенциал левого электрода (восстановителя).





Электролиз - физико-химическое явление, состоящее в выделении на электродах составных частей растворённых веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, которое возникает при прохождении электрического тока через раствор либо расплав электролита.

  • Электролиз - физико-химическое явление, состоящее в выделении на электродах составных частей растворённых веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, которое возникает при прохождении электрического тока через раствор либо расплав электролита.

  • На отрицательно заряженном электроде - катоде происходит электрохимическое восстановление частиц (атомов, молекул, катионов), а на положительно заряженном электроде - аноде идет электрохимическое окисление частиц (атомов, молекул, анионов).



Первый закон Фарадея: масса M вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна электрическому заряду Q, прошедшему через электролит:

  • Первый закон Фарадея: масса M вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна электрическому заряду Q, прошедшему через электролит:

  • k - электрохимический эквивалент вещества. Он численно равен массе вещества, выделившегося при прохождении через электролит единичного электрического заряда, и зависит от химической природы вещества

  • Второй закон Фарадея: Электрохимические эквиваленты различных веществ относятся, как их химические эквиваленты. Химическим эквивалентом иона называется отношение молярной массы A иона к его валентности z. Поэтому электрохимический эквивалент:

  • F - постоянная Фарадея



самопроизвольный процесс разрушения материалов и изделий из них под химическим воздействием окружающей среды.

  • самопроизвольный процесс разрушения материалов и изделий из них под химическим воздействием окружающей среды.

  • большинство металлов имеет склонность к коррозии.

  • Два случая окисления металла.

  • окисление металлов и превращение их в оксиды. 4Fe + 3O2 + 2H2О = 2Fe2O3·H2О. Окисная пленка не препятствует дальнейшему окислению.

  • 2Al + 3H2О = Al2O3 + 3H2 плотная пленка оксида Al2O3, защищает металл от воздействия воды и кислорода

  • Коррозия



Химическая:

  • Химическая:

  • Ржавление железа или покрытие патиной бронзы



Коррозия железа в воде (схема реального коррозионного элемента)

  • Коррозия железа в воде (схема реального коррозионного элемента)



Образование коррозионных элементов (схема): а - царапина; б - вмятина; в - окалина; г - местный наклеп; д, е сварные швы; А - анод; К - катод

  • Образование коррозионных элементов (схема): а - царапина; б - вмятина; в - окалина; г - местный наклеп; д, е сварные швы; А - анод; К - катод





Коррозия блуждающими токами - это электрохимическое разрушение протекающее при наложении тока и аналогичное разрушению анода в гальваностегической установке.

  • Коррозия блуждающими токами - это электрохимическое разрушение протекающее при наложении тока и аналогичное разрушению анода в гальваностегической установке.



Похожие:

Химическая система – вещество или совокупность веществ физически ограниченные от окружающей среды iconМинистерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь Цель локального мониторинга окружающей среды
Объекты локального мониторинга окружающей среды выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух стационарными источниками
Химическая система – вещество или совокупность веществ физически ограниченные от окружающей среды iconЛекция 3 Структура лекции
Понятие политической системы Система совокупность связанных между собой элементов, отделенная границей определенного рода от окружающей...
Химическая система – вещество или совокупность веществ физически ограниченные от окружающей среды iconПолитика Российской Федерации в области охраны окружающей среды
А. Г. Ишков, Директор Департамента государственной политики в области охраны окружающей среды мпр россии, Сопредседатель подгруппы...
Химическая система – вещество или совокупность веществ физически ограниченные от окружающей среды iconЖизнь Жизнь Субстрат Совокупность
Ф. Энгельс: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей...
Химическая система – вещество или совокупность веществ физически ограниченные от окружающей среды iconХимические (все вещества, с которыми, так или иначе, контактирует наш организм, в первую очередь, в составе пищи, воздуха и воды)
Правило Человек неотделим от окружающей его среды обитания. Основные факторы (составляющие) среды обитания, влияющие на состояние...
Химическая система – вещество или совокупность веществ физически ограниченные от окружающей среды iconЗагрязнение и охрана окружающей среды. 10 класс География
Нежелательное изменение среды в результате антропогенного поступления различных веществ и соединений, которые оказывают вредное воздействие...
Химическая система – вещество или совокупность веществ физически ограниченные от окружающей среды icon§19 Загрязнение окружающей среды Выполнила ученица 10 д класса Джафарова Гульнара
...
Химическая система – вещество или совокупность веществ физически ограниченные от окружающей среды iconЗаконодательная база финляндии в области обеспечения безопасности плотин маркку Маунула Руководитель подразделения Финский Институт Охраны Окружающей Среды
Данный закон, тем не менее, также действует в отношении плотин меньшей высоты, если объем жидкости в бассейне настолько велик, или...
Химическая система – вещество или совокупность веществ физически ограниченные от окружающей среды iconЗемля – наш общий дом
Охрана окружающей среды это система государственных и общественных мероприятий, обеспечивающих сохранение природной среды, пригодной...
Химическая система – вещество или совокупность веществ физически ограниченные от окружающей среды iconПрезентация ученика на тему: «Охрана окружающей среды Великобритании» Цели работы: Узнать, как люди Великобритании относятся к окружающей среде
Как вы считаете, улучшиться ли состояние окружающей среды в России, если построят заводы по переработке мусора?
Разместите кнопку на своём сайте:
hnu.docdat.com


База данных защищена авторским правом ©hnu.docdat.com 2012
обратиться к администрации
hnu.docdat.com
Главная страница