Ako študovať kinetiku chemických reakcií?
Pomôže vám to porozumieť kinetike chemických reakcií.
Chemická kinetika a termodynamika určuje rýchlosť, s akou reakcie prebiehajú. Pochopenie kinetiky vám umožní predpovedať, ako bude reakcia prebiehať a ako môžete zvýšiť výťažok konkrétneho produktu. Štúdium toho, ako enzýmy a katalyzátory menia rýchlosť kinetických reakcií, je veľmi dôležité vo výrobných a biochemických oblastiach.
Metóda 1 z 3: zvládnutie kinetických konceptov
- 1Vhodne interpretujte vyhlásenie o reakcii. Reakčné vyhlásenia opisujú stechiometriu reakcie. Môžu byť použité dvoma spôsobmi. Niekedy reakčné vyhlásenie jednoducho označuje pomer chemických látok v dôsledku reakcie. Ak je známe, vyhlásenie o reakcii môže predstavovať rôzne molekulárne zmeny, ktoré prebiehajú počas reakcie, nielen začiatok a konečný výsledok.
- Reakcia bez známych medziproduktových molekúl je známa ako elementárna reakcia.
- 2Zohľadnite stechiometrické pomery. Štúdium stechiometrie sa zameriava na relatívne množstvo chemikálií v priebehu reakcie. S touto myšlienkou by ste mali byť spokojní. Relatívne množstvá reaktantov a produktov budú do značnej miery ovplyvňovať rýchlosť reakcie.
- Uznajte, že reakcie môžu prebiehať v opačnom smere (produkt späť k reaktantom) za správnych stechiometrických podmienok. Napríklad v prostredí je príliš veľa produktu, takže sa začína vracať späť k pôvodným reaktantom.
Chemická kinetika a termodynamika riadia rýchlosti, akými dochádza k reakciám. - 3Získajte informácie o molekulách prechodného stavu. Prechodné stavy sú molekuly, ktoré sa tvoria uprostred reakcie. Pochopte, že molekuly v prechodovom stave sú veľmi nestabilné a zvyčajne sa rozpadnú v zlomku sekundy. Spracujte prechodové stavy všetkých reakcií, ktoré majú známy prechodový stav, a naučte sa mechanizmus reakcie.
- Na jednoduchom príklade predstierajte, že kombinujete molekuly A a BC, aby ste získali AB a C. V strede reakcie sa A, B a C krátko spoja a potom vytvoria nové molekuly.
Metóda 2 z 3: zobrazenie kinetiky experimentovaním
- 1Na sledovanie molekulárnych interakcií používajte náhrady. V závislosti na molekule, niektoré atómy alebo skupiny z atómov sa vybrať a nahradiť niečo iné. Vodík sa najčastejšie nahrádza deutériom. Vedcom to umožňuje určiť polohu konkrétnej časti molekuly vodíka, o ktorú by mohli mať záujem.
- Je možné, že rôzne izotopy (napríklad deutérium pre vodík) môžu meniť rýchlosť reakcie.
- 2Zmerajte relatívne množstvo substrátov. Jeden zo spôsobov, ako zistiť, ako rýchlo reakcia prebieha, je sledovať množstvo reaktantov a produktov v závislosti od času. Čím rýchlejšie sa reaktanty vyčerpajú (alebo sa vytvoria produkty), tým rýchlejšia je reakcia. Rýchlosť reakcie určuje, ako rýchlo sa tvoria kinetické produkty.
- Tieto pomery nie sú nevyhnutne lineárne. Napríklad zdvojnásobenie substrátu môže spôsobiť, že sa reakcia zrýchli štvornásobne, nie iba dvakrát.
Pochopenie kinetiky vám umožňuje predpovedať, ako bude reakcia prebiehať a ako môžete zvýšiť výťažok konkrétneho produktu. - 3Zaviesť enzýmy. Enzýmy sú molekuly, ktoré uľahčujú reakciu. Enzýmy pôsobia tak, že znižujú aktivačnú energiu reakcie a umožňujú jej postupovať rýchlejšie. Enzým nezvyšuje výťažok reakcie, ani samotný enzým nijako nereaguje. Štúdium toho, ako konkrétny enzým funguje pri reakcii, vám môže pomôcť porozumieť mechanizmu reakcie. Dve bežné teórie o funkcii enzýmu sú:
- Enzým je prirodzene dokonalým tvarom na to, aby sa naň substrát naviazal.
- Enzýmy a substráty menia svoj tvar, aby sa dobre viazali.
Metóda 3 z 3: Účinné štúdium kinetickej teórie
- 1Prečítajte si kapitolu pred triedou. Dôležitosť viacnásobného prezerania materiálu nemožno preceňovať. Pochopenie kinetiky vyžaduje čas a trpezlivosť, nehovoriac o silnom základe v matematike a všeobecnej chémii. To vám dáva čas na vytváranie poznámok a vytváranie otázok pre čokoľvek, čomu nerozumiete.
- Ak zápasíte s matematickými pojmami, možno budete musieť obnoviť svoje znalosti algebry. Bez porozumenia rovníc nemôžete efektívne študovať kinetiku.
- 2Zúčastnite sa hodiny. Mali by ste mať na pamäti, že úlohou vášho inštruktora je pomôcť vám naučiť sa kinetiku. Vašou úlohou je aktívne si písať poznámky a snažiť sa porozumieť danej téme. Keď sa stretávate s kinetickými konceptmi, musíte si klásť otázky a mali by ste sa pokúsiť odpovedať na otázky, ktoré položil váš inštruktor. Pomôže vám to porozumieť kinetike chemických reakcií.
- Niektorí inštruktori uvedú problémy s praxou, ktoré je potrebné vypracovať na tabuli. Využite túto príležitosť na vyriešenie problémov s triedou a inštruktorom, ktorí vám pomôžu. Uistite sa, že rozumiete, prečo robíte každý krok v probléme.
Štúdium toho, ako enzýmy a katalyzátory menia rýchlosť kinetických reakcií, je veľmi dôležité vo výrobných a biochemických oblastiach. - 3Zúčastnite sa laboratórií. Práca s kinetickými teóriami je kľúčová pre pochopenie témy. To znamená, že videnie kinetických princípov v akcii vám poskytne pohľad na to, ako kinetické reakcie skutočne prebiehajú. Zaujmite aktívnu úlohu, kedykoľvek sú súčasťou triedy laboratóriá alebo ukážky, aby ste lepšie porozumeli kinetickým procesom.
- Jednou z bežných kinetických ukážok je jódová hodinová reakcia. Táto reakcia umožňuje vizuálnu demonštráciu kinetických konceptov prostredníctvom riešenia, ktoré mení farbu na základe prebiehajúcej reakcie.
- 4Cvičte problémy. Kinetické problémy môžu byť trochu únavné. Možno riešite rýchlosť reakcie ako celok, rýchlosť spotreby alebo produkcie konkrétneho chemického druhu alebo inú premennú. Aby ste pochopili, kedy a ako uplatňovať kinetické koncepty, musíte si po každej hodine urobiť domácu úlohu a precvičiť problémy.
- Študijná skupina je skvelý spôsob, ako precvičiť tieto problémy. Môžete pracovať spoločne s ostatnými, a ak nerozumiete problému, jeden zo spolužiakov vám môže pomôcť ho vyriešiť.
- Zostaňte koncentrovaní a snažte sa vyhnúť frustrácii. Ide o komplexnú tému a jej zvládnutie bude chvíľu trvať.
- Zoznámte sa s čítaním grafov a tabuliek. Základná algebra je tiež nevyhnutná.
- Pri experimentovaní s chemikáliami vždy používajte rukavice a okuliare.
Prečítajte si tiež: Ako dokázať, že oxidy tvorené nekovmi sú kyslé?
Komentáre (1)
- Našiel som svoju tému (fyzikálnej chemiky súvisiacej s chemickou kinetikou), ktorú som nikde nenašiel.
