Χημεία Προσανατολισμού

1. Πέτρος Καραπέτρος
1ο ΓΕΛ ΧΑΛΑΝΔΡΙΟΥ

2. Παράγοντες που επηρεάζουν την
ταχύτητα
1. Η συγκέντρωση των αντιδρώντων
2. Η πίεση με την προϋπόθεση ότι ένα
τουλάχιστον από τα αντιδρώντα είναι αέριο
3. Η επιφάνεια επαφής στερεών αντιδρώντων
στις ετερογενείς αντιδράσεις.
4. Η θερμοκρασία
5. Οι ακτινοβολίες(σε ορισμένες αντιδράσεις)
6. Οι καταλύτες

3. Επίδραση συγκέντρωσης αντιδρώντων

4. Μg(s) 2HCl(aq) MgCl2(aq) ++  H2(g)

5. Συγκέντρωση και συγκρούσεις
σωματιδίων

6. Επίδραση συγκέντρωσης στην
ταχύτητα αντίδρασης

7. Επίδραση πίεσης
• Η μεταβολή της πίεσης επηρεάζει την ταχύτητα μιας
χημικής αντίδρασης μόνο αν υπάρχουν οι επόμενες
προϋποθέσεις:
 Ένα τουλάχιστον από τα αντιδρώντα είναι αέριο.
 Προκαλείται από μεταβολή του όγκου του δοχείου.

8. Ερμηνεία με θεωρία συγκρούσεων
• Όταν ελαττώνεται ο όγκος του δοχείου (δηλαδή
αυξάνεται η πίεση), ο ίδιος αριθμός αντιδρώντων
μορίων περιέχεται σε μικρότερο όγκο. Επομένως
αυξάνεται ο αριθμός των συγκρούσεων άρα και η
ταχύτητα αντίδρασης.

9. Προσθήκη αδρανούς αερίου
Σε δοχείο όγκου V & σε ορισμένη θερμοκρασία Τ εισάγονται
ποσότητες αερίων Α και Β, οπότε γίνεται η αντίδραση:
Α(g) + B(g)  Γ(g)
Πώς θα μεταβληθεί η αρχική ταχύτητα αν στο δοχείο προσθέσουμε
ποσότητα He με:
α) V και Τ σταθερά
Pολ.V=nολ.R. T
Με προσθήκη He, nολ,αερίων οπότε η ολική πίεση . Επειδή όμως
ο όγκος δοχείου δεν μεταβάλλεται, οι αρχικές CA και CB
παραμένουν σταθερές οπότε η αρχική ταχύτητα σταθερή.
β) Pολ και Τ σταθερά
Pολ.V=nολ.R. T
Με προσθήκη He, nολ,αερίων οπότε για να διατηρείται η ολική
πίεση & Τ σταθερά πρέπει V. Η αύξηση του όγκου δοχείου
μειώνει τις αρχικές CA και CB οπότε η αρχική ταχύτητα
μειώνεται.

10. Επίδραση επιφάνειας επαφής στερεού
αντιδρώντος
• Η επιφάνεια επαφής των στερεών αντιδρώντων
επηρεάζει την ταχύτητα στις ετερογενείς αντιδράσεις,
δηλαδή αντιδράσεις στις οποίες τα αντιδρώντα
βρίσκονται σε διαφορετική φάση (π.χ. s-ℓ ή ℓ-g)

11. Επίδραση επιφάνειας επαφής στερεού
αντιδρώντος στην ταχύτητα αντίδρασης
Τα στερεά αντιδρώντα αντιδρούν μόνο επιφανειακά.
Εάν ένα στερεό κατατμηθεί σε πολλά μικρά κομμάτια
αυξάνεται η επιφάνεια επαφής του(μεγαλύτερος βαθμός
κατάτμησης).
Αύξηση επιφάνειας επαφής = αύξηση αριθμού
ενεργών συγκρούσεων στην επιφάνειά του =
αύξηση ταχύτητα αντίδρασης
Μικρή επιφάνεια
επαφής
Μεγάλη επιφάνεια
επαφής

12. Επιφάνεια επαφής και συγκρούσεις

13. Αντίδραση μεταξύ ανθρακικού άλατος και
οξέος
Η επίδραση της επιφάνειας επαφής στην ταχύτητα
αντίδρασης μπορεί να εκτιμηθεί μετρώντας πόσο γρήγορα
μειώνεται η συγκέντρωση αντιδρώντων χρησιμοποιώντας
κόκκους CaCO3 διαφορετικού βαθμού κατάτμησης.
Δmδιαλύματος=mCO2
CaCO3(aq) 2HCl(aq) CaCl2(aq) ++  H2O(aq) + CO2(g)

14. Επίδραση επιφάνειας επαφής στην
ταχύτητα

16. Επίδραση θερμοκρασίας
• Αύξηση της θερμοκρασίας κατά 10οC προκαλεί αύξηση
της ταχύτητας από 1,5 φορά έως 4 φορές.

17. Καμπύλη κατανομής Maxwell-Boltzman
Αριθμός μορίων που
έχουν Εκιν Εα. Μόνο οι
συγκρούσεις των μορίων
αυτών είναι
αποτελεσματικές και
οδηγούν σε αντίδραση.
Μόρια που ΔΕΝ έχουν την
απαιτούμενη κινητική
ενέργεια για αντίδραση.
Αριθμός
σωματιδίων
με ορισμένη
Εκιν
Ενέργεια
Ενέργεια ενεργοποίησης

18. Επίδραση θερμοκρασίας στην
ταχύτητα αντίδρασης

19. Καταλύτες
• Καταλύτης ονομάζεται μία χημική ουσία η οποία με την
παρουσία της σε μικρά ποσά αυξάνει την ταχύτητα
μιας χημικής αντίδρασης, ενώ στο τέλος της
αντίδρασης παραμένει ουσιαστικά αμετάβλητη, τόσο
στη μάζα όσο και στη χημική της σύσταση.

20. Είδη καταλυτικών αντιδράσεων
• Ομεγενής ονομάζεται η καταλυτική αντίδραση στην
οποία τόσο ο καταλύτης όσο και τα αντιδρώντα
βρίσκονται στην ίδια φάση.
• Ετερογενής ονομάζεται η καταλυτική αντίδραση στην
οποία ο καταλύτης βρίσκεται σε διαφορετική φάση
από εκείνη στην οποία βρίσκονται τα αντιδρώντα
σώματα.

21. Αυτοκατάλυση
• Είναι η περίπτωση της κατάλυσης κατά την
οποία ένα από τα προϊόντα της αντίδρασης
δρα ως καταλύτης της ίδιας της αντίδρασης.

22. Ερμηνεία δράσης καταλύτη
• Μεταβάλλει τον μηχανισμό της αντίδρασης.
• Η αντίδραση ακολουθεί διαφορετική πορεία, η οποία έχει
μικρότερη ενέργεια ενεργοποίησης.
• Στην ίδια θερμοκρασία περισσότερα μόρια έχουν την
απαραίτητη ενέργεια, ώστε να ξεπεράσουν το φράγμα της
Ea.
• Αύξηση αριθμού αποτελεσματικών συγκρούσεων

23. Θεωρία ενδιάμεσων προϊόντων
• Ο καταλύτης αντιδρά με ένα από τα αντιδρώντα
συστατικά και σχηματίζει ενδιάμεσο προϊόν.
• Το ενδιάμεσο προϊόν μετατρέπεται στα τελικά
προϊόντα της αντίδρασης, ενώ ο καταλύτης
αναγεννάται.
• Η θεωρία αυτή ερμηνεύει:
• Μεταβολή μηχανισμού
• Απαιτείται μικρή ποσότητα καταλύτη για τη
δράση του(ο Κ καταναλώνεται στο ένα στάδιο &
αναγεννάται στο άλλο)

24. Θεωρία ενδιάμεσων προϊόντων
Απουσία καταλύτη Παρουσία καταλύτη

25. Θεωρία προσρόφησης
• Ερμηνεύει την ετερογενή κατάλυση.
• Τα αντιδρώντα μόρια(αέρια ή υγρά) προσροφώνται στην
επιφάνεια του στερεού καταλύτη(μέταλλο ή μεταλλικό
οξείδιο), ο οποίος είναι σε λεπτό διαμερισμό ή σε
σπογγώδη μορφή.
• Μόνο μικρός αριθμός σημείων της επιφάνειας έχουν
καταλυτική δράση ΕΝΕΡΓΑ ΚΕΝΤΡΑ.
• Στα ενεργά κέντρα:
– Αυξάνεται συγκέντρωση αντιδρώντων
– Εξασθενούν ή διασπώνται οι χημικοί δεσμοί μεταξύ ατόμων στα
μόρια αντιδρώντων.
– Τα προσροφούμενα μόρια αποκτούν κατάλληλο
προσανατολισμό.
– Αύξηση ρυθμού αποτελεσματικών συγκρούσεων.

26. Ένζυμα ή Βιοκαταλύτες
• Είναι μεγαλομοριακές ενώσεις πρωτεϊνικής
φύσης που δρουν καταλυτικά σε βιοχημικές
αντιδράσεις στους ζώντες οργανισμούς.
• Παραδείγματα
 Πτυαλίνη: βρίσκεται στο σάλιο και επιταχύνει τη
μετατροπή αμύλου σε σάκχαρο
 Παγκρεατική λιπάση: ένζυμο που εκκρίνεται στο
πάγκρεας και καταλύει τη διάσπαση λιπιδίων

27. Ένζυμα ή Βιοκαταλύτες
• Αλκολική ζύμωση
• Οξική ζύμωση
• Γαλακτική ζύμωση

28. Διαφορές ενζύμων & ανόργανων
καταλυτών
• Πολύπλοκη δομή
• Μεγάλη εξειδίκευση
• Η καταλυτική δράση των ενζύμων επηρεάζεται
από τη θερμοκρασία και την τιμή του pH.