Kemisk Kinetics & Equilibrium

Den ruster proces har langsom kinetik , men ligevægten er i sin favør. rust 2 billede af Stanislav Halcin fra & lt; a href = 'http: //www.fotolia.com'> Fotolia.com & lt; / a & gt;

Kemiske reaktioner, der sker hele tiden.Udenfor er kemiske reaktioner kraftoverførsel biler, som de rejser ned ad vejen.Indvendigt er kemiske reaktioner vender rå mad til middag.Kemiske reaktioner er, hvad holder hver levende organisme op at køre.To egenskaber af disse reaktioner, deres kinetik og ligevægt, fastlægge i en meget reel måde, hvad der sker i verden.

Ensembler

  • Et grundlæggende begreb i enhver kemisk reaktion er, at & amp; ldquo; ensembler, & amp; rdquo;eller grupper.Denne idé tager hensyn til, at de grundlæggende aktører i en reaktion - atomer og molekyler - er for små til at blive set, og nogen mærkbar reaktion vil være sammensat af et stort antal af dem.Enhver observerbare resultat af en kemisk reaktion vil være den gennemsnitlige resultat af hvad der sker med den store gruppe, eller ensemble, af partikler.Der er ikke noget mystisk ved det & amp; ldquo; ensemble & amp

    ; rdquo;koncept, og utallige analoge eksempler findes på mere velkendte skalaer.En pose mikrobølge popcorn er et godt eksempel på et ensemble, eller et rum fuld af mennesker.

    Et ensemble er en hvilken som helst gruppe af identiske partikler. et ensemble er en hvilken som helst gruppe af identiske partikler.

Kinetics

  • Den & amp; ldquo; kinetik & amp; rdquo;af en kemisk reaktion refererer til, hvor hurtigt det sker.Dropper et syreneutraliserende i vand producerer en & amp; ldquo; hurtig & amp; rdquo;reaktion, der kan observeres af sydende og bobler, mens omdannelsen af ​​metal til rust er en & amp; ldquo; langsom & amp; rdquo;reaktion, der normalt tager for lang tid at se.Men igen, en kemisk reaktion er ikke en enkelt enhed, men består af opførslen af ​​en samling af partikler.En reaktionshastighed bestemmes af, hvor lang tid det tager i gennemsnit for de partikler at gennemgå den forandring, der definerer det pågældende reaktion.Kinetikken af ​​en reaktion er altid bestemt af dens & amp; ldquo; aktivering energi, & amp; rdquo;den nødvendige energi til et atom eller molekyle til at skifte fra sin oprindelige tilstand til sin endelige tilstand.Den energi aktivering kan visualiseres som en bakke: jo højere bakken, jo længere vil det tage (i gennemsnit, naturligvis) for reaktanterne at bestige det og ruller ned på den anden side.

    Aktiveringsenergien for en reaktion bestemmer dets kinetik . Aktiveringen energi af en reaktion bestemmer sine kinetik.

Kinetics: Popcorn Analogi

  • Popcorn analogi er nyttigt her.Når posen er placeret under & amp; ldquo; reaktionsbetingelser & amp; rdquo;(dvs. mikrobølgeovnen er tændt), det tager et par minutter for noget til at ske.Så et par kerner pop, så et par mere.Efter omkring to minutter, popping sker for hurtigt til at tælle de enkelte popper.Så det sinker, men der er altid nogle kerner, don & amp; # 039; t pop indtil den bitre ende.Man kan sige det gennemsnitlige popcorn reaktion er ca. to minutter, men det tager længere tid for reaktionen til & amp; ldquo; gå til færdiggørelse & amp;. Rdquo;Det er præcis det samme, der sker med antacida og ruster metal.Den tid, der kræves for en gennemsnitlig metalatom at ruste er meget længere end tiden for en gennemsnitlig partikelstørrelse antacid at henvende sig til fizz, fordi energien aktivering er højere.Samtidig kan nogle enkelte metalatomer rust hurtigere end nogle enkelte syreneutraliserende partikler boblevand.

    Ikke alle partiklerne i et ensemble reagerer på én gang. Ikke alle partiklerne i et ensemble reagerer på én gang.

Equilibrium

  • Equilibrium refererer til den foretrukne enden tilstand af en kemisk reaktion.For hver reaktion, den omvendte reaktion er også mulig.Rust kan vende tilbage til skinnende metal - reaktionen eksisterer, det bare isn & amp; # 039; t meget sandsynligt.Af de mange millioner af rust partikler på overfladen af ​​et hegn, måske vil man de-oxidere at vende tilbage til metal.At & amp; # 039; s ikke nok til at lægge mærke til, og under alle omstændigheder, amp &; ldquo; frem & amp; rdquo;reaktion vil relativt hurtigt vende det tilbage i rust.Hvis aktivering energi er en bakke, der er ligevægt bestemt af hvilken side af bakken har en dybere dal, eller lavere energi.I nogle tilfælde, ligesom rustent hegnet og poppet popcorn, dalen er meget dybere på den anden side, og dreje rundt for at se på den anden side af bakken (som er aktiveringsenergien for den omvendte reaktion), er det megethøjere end det var på den anden side.I dette tilfælde reaktionen hovedsageligt & amp; ldquo; går til færdiggørelse & amp; rdquo;og atomerne har tendens til at krydse aktivering bakke og bo i den dybere dalen.I andre tilfælde, dalene er af samme dybde og ligevægt, som er nået involverer atomer på begge sider af reaktionen.

    Ligevægt er bestemt af , hvilken stat har lavere energi. Equilibrium er bestemt af, hvilken stat har lavere energi.

Equilibrium: Room Analogi

  • Popcorn analogi er mindre nyttigt for en demonstration af ligevægt, som popcorn ikke typisk un-pop.I stedet forestille sig et værelse med tyve mennesker i det.Temperaturen øges gradvist, indtil det er ubehageligt varm.På forskellige tidspunkter, vil folk stå op og gå ind i det næste rum - men det næste rum er ubehageligt koldt.På forskellige tidspunkter, vil nogle mennesker forlader det andet rum og kom tilbage i den første.(Af hensyn til eksemplet, er de mennesker, begrænset til kun disse to værelser.) Til sidst, vil den gruppe af mennesker at nå en ligevægtstilstand med måske ti personer i hvert værelse til enhver tid.Nogle gange vil folk komme op og ændre værelser, men at skifte fra det kolde rum til varme rum er ikke nødvendigvis mere eller mindre gunstig end den & amp; ldquo; omvendt reaktion & amp; rdquo;fra varme rum til den kolde.Et godt eksempel på en reaktion, der kommer til ligevægt fordampning af vand fra en vandmasse i luften.Hvis luften er oprindeligt & amp; ldquo; tør, & amp; rdquo;den forreste reaktion er meget gunstige og en masse vand vil fordampe.Til sidst, dog under forudsætning af minimal luftbevægelse, vil luften blive mere fugtigt og det vil være mindre gunstig for vand at fordampe ind i det.Faktisk vil noget vand tilbage i slå væske og vende tilbage til vandmassen.Ligevægt er nået, når et tilsvarende antal vandmolekyler inddampning og kondensation på et givet tidspunkt.

    Begyndelsen og slutningen tilstande af en reaktion kan opfattes som & amp; quot; . Værelser & amp; quot; begyndelsen og slutningen tilstande af en reaktion kan opfattes som & amp; quot;. Værelser & amp; quot;

ligevægt i biologiske processer

  • Det er værd at bemærke mange biologiske reaktioner holdes fra at nå ligevægt ved komplekse processer i kroppen.Denne out-of-ligevægtstilstanden tillader kemisk energi, der skal udnyttes til brug af et bankende hjerte, nyrer fungerer og fyring neuroner.I tilfælde af en levende organisme, og nåede ligevægt er på mange måder svarende til døden.

    Livet eksisterer væk fra ligevægt. Livet eksisterer væk fra ligevægt.

Energy

  • Kemiske reaktioner har karakteristiske satser og ligevægt stater.Grundene til, at - for eksempel, hvorfor aktiveringsenergien for rust er højere end den syreneutraliserende reaktion, eller hvorfor den energi forskellen mellem start og slut tilstande af én reaktion er lille og for det andet er stor - er komplekse og variererfra reaktion til reaktion, men de altid afhænge af de energiske omkostninger og fordele forbundet med ændringer i partiklerne & amp; # 039;struktur og miljø.Områderne kinetik og termodynamik udforske disse spørgsmål i dybden.

    Kinetik og termodynamik studere energi forskellige stater. Kinetics og termodynamik studere energi forskellige stater.

Ressourcer

  • "termodynamik, kinetik, og kontrollen med kemiske reaktioner."
435
0
10
Muscle Cars