Wykład 5.

Slides:



Advertisements
Podobne prezentacje
Laser.
Advertisements

Klasyfikacja reakcji chemicznych
OBLICZENIA Ułamek molowy xi=ni/Σni Ułamek masowy wi
Technologia chemiczna - wykład
Najważniejsze procesy katalityczne opracowane w Polsce i wdrożone
Kataliza heterogeniczna
Stała równowagi reakcji Izoterma van’t Hoffa
TERMODYNAMIKA CHEMICZNA
TERMODYNAMIKA CHEMICZNA
RÓWNANIE CLAUSIUSA-CLAPEYRONA
UNIWERSYTET JAGIELLOŃSKI ZAKŁAD FARMAKOKINETYKI I FARMACJI FIZYCZNEJ
WYKŁAD 7 Potencjał chemiczny
ENTALPIA - H [ J ], [ J mol -1 ] TERMODYNAMICZNA FUNKCJA STANU dH = H 2 – H 1, H = H 2 – H 1 Mgr Beata Mycek - Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej.
Wykład 5 ROZTWORY.
Absorpcja i Ekstrakcja
Efekty mechano- chemiczne
Materiały pochodzą z Platformy Edukacyjnej Portalu Wszelkie treści i zasoby edukacyjne publikowane na łamach Portalu
Reakcje chemiczne Krystyna Sitko.
Sprzężenie zwrotne Patryk Sobczyk.
Krystalizacja metali Streszczenie:
Kinematyka.
Aktywność katalityczna enzymów
TERMOCHEMIA.
TERMOCHEMIA.
FIZYKA dla studentów POLIGRAFII Układy i procesy termodynamiczne
Wykład GRANICE FAZOWE.
Wykład REAKCJE CHEMICZNE.
Pary Parowanie zachodzi w każdej temperaturze, ale wraz ze wzrostem temperatury rośnie szybkość parowania. Siły wzajemnego przyciągania cząstek przeciwdziałają.
Chemia stosowana I temat: równowaga chemiczna.
Równowagi chemiczne.
Woda i roztwory wodne. Spis treści Woda – właściwości i rola w przyrodzie Woda – właściwości i rola w przyrodzie Woda – właściwości i rola w przyrodzie.
Mieszanina a związki chemiczne
Nauka przez obserwacje
Budowa Cząsteczkowa Materii.
Właściwości soli mineralnych, wody oraz ich rola w organizmie.
Materiały pochodzą z Platformy Edukacyjnej Portalu
Transport przez błony komórki.
Podstawowe składniki odżywcze w organizmie
Podstawy Biotermodynamiki
Homogenizacja Kulawik Krzysztof.
S P Ilość Czas.
ENZYMY.
chemia wykład 3 Przemiany fazowe substancji czystych
Metabolizm i produkty przemiany materii
TERMODYNAMIKA – PODSUMOWANIE WIADOMOŚCI Magdalena Staszel
Treści multimedialne - kodowanie, przetwarzanie, prezentacja Odtwarzanie treści multimedialnych Andrzej Majkowski informatyka +
Kinetyczna teoria gazów
Treści multimedialne - kodowanie, przetwarzanie, prezentacja Odtwarzanie treści multimedialnych Andrzej Majkowski informatyka +
Treści multimedialne - kodowanie, przetwarzanie, prezentacja Odtwarzanie treści multimedialnych Andrzej Majkowski informatyka +
Treści multimedialne - kodowanie, przetwarzanie, prezentacja Odtwarzanie treści multimedialnych Andrzej Majkowski informatyka +
Rozkład Maxwella i Boltzmana
Inżynieria Chemiczna i Procesowa
Woda i składniki mineralne
Entropia gazu doskonałego
INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA Wykład 1
Reakcja krystalizacji bezwodnego Octanu sodu (CH3COONa)
DYFUZJA.
Inżynieria Chemiczna i Procesowa Wykład nr 20 : Reaktory Chemiczne BIOPROCESY.
Czy substancje można przetwarzać?
Szybkość i rząd reakcji chemicznej
Rys. 1 Cząsteczka fenolu. Fenol (hydroksybenzen) jest to organiczny związek chemiczny, najprostszy związek z grupy fenoli. Od alkoholi odróżnia go fakt,
Stała równowagowa reakcji odwracalnych
Szybkość reakcji i rzędowość reakcji
Transport w organach i organizmie. Modele kompartmentowe.
Ruch masy w układach ożywionych. Dyfuzyja i reakcja chemiczna.
Równowaga chemiczna (c.d.).
Kinetyka reakcji chemicznych
Dr inż.Hieronim Piotr Janecki
Procesów Technologicznych Wykład 3 Hieronim Piotr Janecki WM i TO
Inżynieria Chemiczna i Procesowa
Zapis prezentacji:

Wykład 5

ENERGIA AKTYWACJI

Energię aktywacji dla reakcji definiuje się na podstawie równania Arrheniusa, opisującego zależność szybkości reakcji (V) od temperatury (T).

Energię aktywacji dla reakcji definiuje się na podstawie równania Arrheniusa, opisującego zależność szybkości reakcji (V) od temperatury (T). k - stała szybkości reakcji A - stała dla danej reakcji (czynnik przedwykładniczy) R - stała gazowa T - temperatura

Energię aktywacji dla reakcji definiuje się na podstawie równania Arrheniusa, opisującego zależność szybkości reakcji (V) od temperatury (T). k - stała szybkości reakcji A - stała dla danej reakcji (czynnik przedwykładniczy) R - stała gazowa T - temperatura Związek między energią aktywacji i szybkością reakcji: Ea to parametr wskazujący na czułość stałej szybkości na zmiany temperatury im Ea mniejsze, tym szybkość ta jest większa

Zwiększenie szybkości reakcji można osiągnąć przez: -  zwiększenie stałej szybkości k

Zwiększenie szybkości reakcji można osiągnąć przez: -  zwiększenie stałej szybkości k (poprzez zwiększenie temperatury)

Zwiększenie szybkości reakcji można osiągnąć przez: -  zwiększenie stałej szybkości k (poprzez zwiększenie temperatury) -  zwiększenie stężeń reagentów

Zwiększenie szybkości reakcji można osiągnąć przez: -  zwiększenie stałej szybkości k (poprzez zwiększenie temperatury) -  zwiększenie stężeń reagentów Możliwość zwiększenia stężeń i ciśnienia - jest w praktyce ograniczona np. rozpuszczalnością reagentów, parametrami aparatury (wytrzymałością mechaniczną). Dodatkowo, podwyższenie temperatury zwiększa szybkość reakcji, ale też należy pamiętać, że nie w każym przypadku: w reakcjach egzotermicznych wyższa temp. oznacza obniżenie wydajności (patrz reguła przekory)

Do zapamiętania: Energia aktywacji jest podawana dla całkowitej reakcji chemicznej bez uwzględnienia etapów elementanych (a tych może być nawet kilka). W tym sensie Ea jako wartość średnia ma niewielki sens fizyczny.

Do zapamiętania: Energia aktywacji jest podawana dla całkowitej reakcji chemicznej bez uwzględnienia etapów elementanych (a tych może być nawet kilka). W tym sensie Ea jako wartość średnia ma niewielki sens fizyczny. Energia aktywacji jest wielkością makroskopową; w świetle mikroskopowej budowy materii jest zatem również wartością uśrednioną adekwatną do dużych mas/objętości aniżeli do pojedynczych molekuł.

Do zapamiętania: Energia aktywacji jest podawana dla całkowitej reakcji chemicznej bez uwzględnienia etapów elementanych (a tych może być nawet kilka). W tym sensie Ea jako wartość średnia ma niewielki sens fizyczny. Energia aktywacji jest wielkością makroskopową; w świetle mikroskopowej budowy materii jest zatem również wartością uśrednioną adekwatną do dużych mas/objętości aniżeli do pojedynczych molekuł. Przypadek negatywnych wartości Ea (przypadke gdy teoretycznie nie ma bariery, dotyczy to reakcji złożonych, pojedyncza reakcja nie może mieć Ea ujemnej)

Przykład Mieszanina tlenu i wodoru. Dlaczego mieszanina nie reaguje w sposoób “piorunujący” mimo faktu iż bilans energetyczny jest zdecydowanie korzystny? Zderzenia efektywne (skład, temperatura) Rozkład Boltzmanna Rozpraszanie energii

Przykład (zmiana T): Załóżmy, że Ea wynosi 50 kJ/mol. Przyjmijmy T0=20oC. Teraz zwiększmy temperaturę o 10oC. Zatem, zmiana T o 10 K w praktyce zwiększyła stałą reakcji 2x. (Co dzieje się w 1000 K? A co z A? A jeśli Ea będzie większa ?)

REAKCJE KATALITYCZNE

Reakcje katalityczne Stosunkowo prędko zaobserwowano, że pewne substancje obecne w układzie reakcyjnym mogą wpływać na przebieg reakcji chemicznej choć same w wyniku jej nie ulegają permanentnym przemianom. Reakcje zachodzące pod wpływem takich substancji nazwa- no reakcjami katalitycznymi.

Katalizator danej reakcji to substancja, która wprowadzona do układu reagującego zwiększa szybkość tej reakcji a sama nie ulega przemianom chemicznym w ostatecznym wyniku reakcji. Przyśpieszenie reakcji przez katalizator polega na zmniejsze-niu energii aktywacji w porównaniu z reakcją nie katalityczną. Dla reakcji zachodzącej bez katalizatora.

Katalizator danej reakcji to substancja, która wprowadzona do układu reagującego zwiększa szybkość tej reakcji a sama nie ulega przemianom chemicznym w ostatecznym wyniku reakcji. Przyśpieszenie reakcji przez katalizator polega na zmniejsze-niu energii aktywacji w porównaniu z reakcją nie katalityczną. Dla reakcji zachodzącej bez katalizatora.

Pole oznaczające ilość cząsteczek, która nie ma wystarczającej energii by ulec reakcji Stusunkowo niewielka część cząsteczek (populacji) posiada energię pozwalającą na reakcję. Ilość cząsteczek Energia Energia aktywacji

Pierwotna, stusunkowo niewielka część cząsteczek (populacji) posiadająca energię pozwalającą na reakcję. Dodatkowa populacja cząsteczek, która może ulec reakcji. Ilość cząsteczek Energia Nowa energia aktywacji Oryginalna energia aktywacji

Przykład (zmiana T): Załóżmy, że Ea wynosi 50 kJ/mol. Przyjmijmy T0=20oC. Teraz zwiększmy temperaturę o 10oC. Zatem, zmiana T o 10 K w praktyce zwiększyła stałą reakcji 2x. (Co dzieje się w 1000 K? A co z A? A jeśli Ea będzie większa ?)

Przykład (zmiana T): Załóżmy, że Ea wynosi 25 kJ/mol. Przyjmijmy T0=20oC. Jaki jest wpływ katalizatora? (Co dzieje się ze stałą szybkości reakcji w obecności katalizatora?)

Przykład (zmiana T): Załóżmy, że Ea wynosi 25 kJ/mol. Przyjmijmy T0=20oC. Jaki jest wpływ katalizatora? (Co dzieje się ze stałą szybkości reakcji w obecności katalizatora?)

Uwaga: Do zapamiętania: Katalizator nie obniża energii aktywacji. Katalizator umożliwia zajście reakcji poprzez inny mecha-nizm (inna ścieżka na PEP/PES). Inna ścieżka reakcji. Należy też pamiętać, że część substratów nadal będzie reagować w taki sam sposób jakby katalizatora nie było w systemie (zgodnie z pierwotną ścieżką reakcji). (porównanie z tunelem)

Proces Habera-Boscha

Wnioski: Katalizator nie wpływa na położenie stanu równowagi. Katalizator w jednakowym stopniu zmienia szybkości re- akcji w lewo i w prawo. W praktyce działanie katalizatora polega na “skróceniu czasu” potrzebnego do osiągnięcia stanu równowagi.

Kataliza homogeniczna: Gdy katalizator stanowi jeden ze składników jednorodnej fazy (zarówno gazowej lub ciekłej) mówimy wówczas o katalizie homogenicznej, jednorodnej, jednofazowej.

Kataliza homogeniczna: Gdy katalizator stanowi jeden ze składników jednorodnej fazy (zarówno gazowej lub ciekłej) mówimy wówczas o katalizie homogenicznej, jednorodnej, jednofazowej.

Kataliza heterogeniczna: Gdy katalizator stanowi odrębną fazę mówimy wówczas o katalizie heterogenicznej, wielofazowej, niejednorodnej. (OK, ale jeśli to oddzielna faza to gdzie zachodzi reakcja?)

Kataliza heterogeniczna: Gdy katalizator stanowi odrębną fazę mówimy wówczas o katalizie heterogenicznej, wielofazowej, niejednorodnej. (OK, ale jeśli to oddzielna faza to gdzie zachodzi reakcja?)

Katalizator heterogeniczny - skład: składnik aktywny; element, który wpływa na przyspieszenie reakcji

Katalizator heterogeniczny - skład: składnik aktywny; element, który wpływa na przyspieszenie reakcji nośnika katalizatora, substancja, służąca do rozwinięcia powierzchni katalizatora. Nośnik w żaden sposób nie bierze udziału w procesie przyspieszania reakcji. Nośnik nie zawsze jest niezbędny.

Selektywność W szczególnych przypadkach, katalizator może zwiększać selektywność reakcji Katalizator nazywamy selektywnym jeżeli zwiększa szybkość tworzenia się interesującego nas produktu, a w tym samym czasie nie przyspiesza lub słabiej przyspiesza reakcje uboczne.

Katalizator heterogeniczny - skład: składnik aktywny; element, który wpływa na przyspieszenie reakcji nośnika katalizatora, substancja, służąca do rozwinięcia powierzchni katalizatora. Nośnik w żaden sposób nie bierze udziału w procesie przyspieszania reakcji. Nośnik nie zawsze jest niezbędny. promotory, składniki dodawane w niewielkich ilościach polepsza- jących strukturę reakcyjną skład- nika aktywnego

Enzymy

Enzymy to katalizatory organiczne wytwarzane przez komórki. Są to zarówno białka proste jak i złożone produkowa-ne w organizmach żywych, które katalizują przebieg reakcji metabolicznych. Uczestniczą we wszystkich reakcjach chemicznych ustroju. Zwane także bioka-talizatorami (wiki)

Metoda Lineweavera-Burka (wykres, linearyzacja)

Metoda Eadie-Hofstee (wykres)

Metoda Eadie-Hofstee (wykres)