Καταλύτες Flashcards
(16 cards)
Ποιοι είναι οι παράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα της αντίδρασης;
1)Συγκέντρωση (ποσότητα) αντιδρώντων
2)Η πίεση με την προϋπόθεση ότι τουλάχιστον ένα από τα αντιδρώντα είναι αέριο (όγκος δοχείου)
3)Η επιφάνεια επαφής των στερεών
4)η θερμοκρασία
5)οι ακτινοβολίες
6)οι καταλύτες
Να αναφέρετε δύο λόγια για την συγκέντρωση-ποσότητα των αντιδρώντων
Η αύξηση της ποσότητας των αντιδρώντων προκαλεί αύξηση της συγκέντρωσής τους, με αποτέλεσμα να αυξάνεται ο αριθμός των αποτελεσματικών συγκρούσεων άρα και η ταχύτητα της αντίδρασης.
Να αναφέρετε δύο λόγια για την πίεση (όγκο του δοχείου)
Η αύξηση του όγκου του δοχείου προκαλεί μείωση της συγκέντρωσης και της πίεσης των αερίων αντιδρώντων με αποτέλεσμα να μειώνεται ο αριθμός των αποτελεσματικών συγκρούσεων άρα και η ταχύτητα της αντίδρασης.
Να αναφέρετε δύο λόγια για την επιφάνεια επαφής των στερεών
Η αύξηση της επιφάνειας επαφής ενός στερεού προκαλεί αύξηση της ταχύτητας, καθώς μ ‘αυτό τον τρόπο μεγαλώνει ο αριθμός των ενεργών αποτελεσματικών συγκρούσεων.
Να αναφέρετε δύο λόγια για την θερμοκρασία
Η αύξηση της θερμοκρασίας προκαλεί αύξηση της μέσης κινητικής ενέργειας των αντιδρώντων με συνέπεια να αυξάνεται ο αριθμός των αποτελεσματικών συγκρούσεων άρα και να αυξάνεται η ταχύτητα της αντίδρασης. Η αύξηση της θερμοκρασίας αυξάνει την ταχύτητα οποιασδήποτε αντίδρασης, ανεξάρτητα από το αν είναι εξώθερμη ή ενδόθερμη , και ανεξάρτητα από τη φυσική κατάσταση των αντιδρώντων
Να αναφέρετε δύο λόγια για τις ακτινοβολίες.
Η επίδραση ακτινοβολιών προκαλεί μοριακές μεταβολές στα αντιδρώντα αλλάζοντας τον μηχανισμό της αντίδρασης με αποτέλεσμα να αυξάνεται ο αριθμός των αποτελεσματικών συγκρούσεων άρα και η ταχύτητα.
Να αναφέρετε δύο λόγια για τους καταλύτες.
Καταλύτης ονομάζεται μια ουσία η οποία με την παρουσία του σε μικρά ποσά, αυξάνει την ταχύτητα της αντίδρασης ενώ στο τέλος της αντίδρασης παραμένει ουσιαστικά αμετάβλητος τόσο στη μάζα όσο και στη χημική του σύσταση.
Πότε η κατάλυση ονομάζεται ετερογενής και πότε ομογενής;
Ετερογενής ονομάζεται όταν καταλύτης και αντιδρώντα βρίσκονται σε διαφορετική φάση ενώ ετερογενής όταν βρίσκονται στην ίδια.
Να εξηγήσετε τι είναι η αυτοκατάλυση.
Υπάρχει περίπτωση ένα από τα προϊόντα μιας αντίδρασης να δρα ως καταλύτης αυτής της αντίδρασης. Η περίπτωση αυτή ονομάζεται αυτοκατάλυση. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αυτοκατάλυσης είναι η οξείδωση του οξαλικού οξέος (COOH)2 με υπερμαγγανικό κάλιο KMnO4 παρουσία θεϊκού οξέος.
2KMnO4 + 5(COOH)2 +3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 +10CO2 +8H2Ο
Παρατηρούμε, δηλαδή, ότι στην αρχή η συγκέντρωση του MnO4- είναι σχεδόν σταθερή. Μόλις όμως σχηματιστεί μια ποσότητα Mn2+, το φαινόμενο επιταχύνεται και εκδηλώνεται με την απότομη πτώση της συγκέντρωσης του MnO4-. Για συγκριτικούς λόγους παραθέτουμε την ίδια καμπύλη παρουσία Mn2+, όταν δηλαδή έχουμε προσθέσει καταλύτη εξ αρχής. Εδώ, η επιτάχυνση της αντίδρασης γίνεται από την πρώτη στιγμή, όπως δείχνει η απότομη μεταβολή της συγκέντρωσης του MnO4-.
Άλλο παράδειγμα αυτοκατάλυσης είναι η οξείδωση ενός σιδερένιου αντικειμένου, η οποία επιταχύνεται από το ίδιο το προϊόν της, δηλαδή, τη σκουριά (Fe2O3.xH2O) και που τελικά οδηγεί στην πλήρη μετατροπή του μετάλλου σε οξείδιο (διάβρωση), αν δεν ληφθούν τα κατάλληλα μέτρα προστασίας.
Τέλος, η δράση των καταλυτών μπορεί να ανασταλεί από την παρουσία ορισμένων ουσιών, οι οποίες είναι γνωστές ως δηλητήρια καταλυτών. Τέτοια δράση δείχνουν το HCN, το H2S και ορισμένα βαρέα μέταλλα, όπως είναι ο Pb και ο Hg.
Τι είναι η φάση;
Φάση: τμήμα της ύλης ομογενές που διαχωρίζεται από τα άλλα συστατικά του συστήματος με σαφή όρια.
Τι είναι τα ένζυμα (βιοκαταλύτες);
Τα ένζυμα είναι ουσίες πολύπλοκης δομής που δρουν καταλυτικά σε βιοχημικές αντιδράσεις ( στους ζώντες οργανισμούς). Τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά που έχουν τα ένζυμα σε σχέση με τους άλλους καταλύτες είναι:
- Πολύπλοκη δομή. Τα περισσότερα είναι πρωτεϊνικής φύσης, με σχετικές μοριακές μάζες, Μr, που κυμαίνονται συνήθως από 105 έως 106.
- πολύ εξειδικευμένη δράση. Ορισμένα ένζυμα έχουν απόλυτη εξειδίκευση (σχέση κλειδί-κλειδαριά).
- η δράση τους επηρεάζεται από τη θερμοκρασία και την τιμή του pH. Τα πρωτεϊνικής φύσης ένζυμα αδρανοποιούνται σε θερμοκρασίες πάνω από 50 oC.
- Τα ένζυμα είναι πολύ πιο αποτελεσματικά από τους μη βιοχημικούς καταλύτες
Να ερμηνεύσετε την δράση του καταλύτη.
Ο καταλύτης δημιουργεί μια νέα πορεία για την πραγματοποίηση της αντίδρασης, που έχει μικρότερη ενέργεια ενεργοποίησης. Κατ’ αυτό τον τρόπο στην ίδια θερμοκρασία περισσότερα μόρια μπορούν να ξεπεράσουν το φράγμα της ενέργειας ενεργοποίησης. Έτσι, ο αριθμός των αποτελεσματικών συγκρούσεων γίνεται μεγαλύτερος και συνεπώς η ταχύτητα αυξάνεται. Με τη λογική αυτή, δεν υπάρχουν αρνητικοί καταλύτες.
Ποια είναι η θεωρία των ενδιάμεσων προϊόντων.
Σύμφωνα με τη θεωρία των ενδιάμεσων προϊόντων, η αντίδραση:
Α + Β → ΑΒ (αργή αντίδραση) ακολουθεί ένα μηχανισμό δύο βημάτων (σταδίων):
Α + Κ → ΑΚ (γρήγορη αντίδραση) και
ΑΚ + Β → ΑΒ + Κ (γρήγορη αντίδραση)
όπου, Κ είναι ο καταλύτης. Παρατηρούμε δηλαδή ότι ο καταλύτης καταναλώνεται στο πρώτο στάδιο για να σχηματίσει ένα ενδιάμεσο προϊόν και αναγεννάται στο δεύτερο. Συνεπώς, μόνο μια μικρή ποσότητα καταλύτη είναι απαραίτητη για τη δράση αυτή.
Ποια είναι η θεωρία της προσρόφησης.
H θεωρία της προσρόφησης μπορεί να ερμηνεύσει με ικανοποιητικό τρόπο την ετερογενή κατάλυση. Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή τα αντιδρώντα μόρια (αέρια ή υγρά) προσροφώνται στην επιφάνεια του στερεού καταλύτη, οποίος είναι σε λεπτόκοκκο ή σπογγώδη μορφή. Κάτω από τις συνθήκες αυτές οι δεσμοί των μορίων εξασθενούν ή ακόμα διασπώνται, οπότε υποβοηθείται η αντίδραση. Να παρατηρήσουμε ότι η καταλυτική δράση δεν εκτείνεται σε όλα τα σημεία του καταλύτη, αλλά σε ένα σχετικά πολύ μικρό αριθμό σημείων, που ονομάζονται ενεργά κέντρα του καταλύτη.
Να αναφέρετε δύο λόγια για το διάγραμμα Maxwell-Boltzmann
Όσο η θερμοκρασία αυξάνει, τόσο η καμπύλη κατανομής μετατοπίζεται προς τα δεξιά.
Προσθήκη ποσότητας He (V,T=σταθ.)
Προσθήκη ποσότητας He (V,T=σταθ.)
1)Η προσθήκη ποσότητας He προκαλεί αύξηση των μολ των αερίων στο δοχείο. Απο Κ.Ε.Α (pv=nrt), προκύπτει πως για V,T σταθερά, η αύξηση των μολ προκαλεί αύξηση της πίεσης. Όμως επειδή V,T σταθερά η ταχύτητα δεν μεταβάλλεται.
