Химическая кинетика и катализ. Изучение химического равновесия и факторов, влияющих на его смещение

                                                     З А Н Я Т И Е    N   10

ТЕМА:                     Химическая кинетика и катализ.

Химическое равновесие. Изучение химического

равновесия   и факторов, влияющих на его смещение.

1. ЗНАЧИМОСТЬ ТЕМЫ: Химическая кинетика изучает закономер­ности протекания реакций во времени и их механизмах. Это наиболее фундаментальная наука о химических реакциях. Она имеет существен­ное значение для биологии и медицины, так как изучение механизмов реакций позволяет более глубоко познать многие биологические про­цессы, установить влияние на их прохождение многих факторов, сре­ди которых особенно важную роль играют биологические катализато­ры, называемые ферментами. Кинетика используется для выяснения механизмов действия лекарственных средств и разложение их молекул в тканях живых организмов (раздел фармакологии), имеющий большое значение для медицинской науки и практики.

2. ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Уметь теоретически обосновать и эксперимен­тально подтверждать возможность течения химических процессов, прогнозировать влияние различных факторов на изменение скорости реакции и смещение их равновесия.

3. ЗАДАЧИ: после изучения темы

а) студент должен знать:

- основные понятия химической кинетики: скорость и механизм химической реакции, порядок и молекулярность;

- влияние различных факторов на скорость химической реакции;

- кинетические уравнения простых и сложных реакций;

- влияние температуры на скорость химических реакций;

- понятие о катализе и катализаторах;

- кинетическое описание ферментативных реакций.

б) студент должен уметь:

- составлять кинетические уравнения простых реакций;

- рассчитывать время полураспада радионуклидов;

- рассчитывать константы скорости химических реакций нулево­го, первого и второго порядков;

- рассчитывать изменение скорости химических реакций при из­менении температуры;

- рассчитывать энергию активации химических реакций по кине­тическим данным;

- производить расчеты, используя уравнение ферментативной кинетики Михаэлиса-Ментен.

в) приобрести практические навыки:

- по выполнению расчетов константы скорости химических реак­ций, времени полураспада радионуклидов, энергии активации;

- определять скорость химической реакции в зависимости от концентрации и температуры.

ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

1. Предмет химической кинетики.  Химическая кинетика как основа для изучения скорости и механизма биохимических процессов.

2. Скорость химической реакции по веществу для гомогенных и гетерогенных превращений. Кинетические кривые.

3. Закон действующих масс. Выражение для скорости химической реакции. Константа скорости. Порядок реакции. Молекулярность.

4. Кинетические уравнения необратимых реакций 0, 1, 2 поряд­ков. Время полуреакции.

5. Понятие о течении сложных реакций: параллельных, последо­вательных, сопряженных, обратимых, цепных.

6. Зависимость скорости реакции от температуры. Теория ак­тивных соударений. Температурный коэффициент. Энергия активации. Уравнение Аррениуса.

7. Теория активного комплекса. Объяснение действия катализа­тора с позиций данной теории. Катализ и катализаторы.

8. Кинетика ферментативных реакций. Уравнение Михаэлиса-Мен­тен. Молекулярная активность фермента.

УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА  N 10

ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА

       ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 1

       Зависимость скорости реакции от концентрации

                                   реагирующих веществ

Опыт сводится к измерению времени образования заметного на глаз количества серы в результате реакции:

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂S₂O₃

H₂S₂O₃ = H₂O + SO₂ + S ↓

В 10 пробирок, помеченных карандашом, налить из бюреток растворы натрия тиосульфата, серной кислоты и воды в количествах, указанных ниже:

Таблица 1

№ пробирки	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Na2S2O3,  1 M раствор, мл	1		2		3		4		5
Вода, мл	4		3		2		1		0
H2SO4, 1 М раствор, мл		5		5		5		5		5
Концентрация Na2S2O3 в начале опыта, моль/л	0,1		0,2		0,3		0,4		0,5
Время появления мути, с.