Какие условия необходимы для химической реакции?

Химическое уравнение представляет собой представление химического процесса в виде символов для веществ, участвующих в реакции. Это способ изображения химической реакции с помощью символов и формул для компонентов.

The chemical equation can be more informative in the following three ways.

• By characterizing the physical states of the reactants and products. Solids are represented by the letter’s,’ liquids by the letter ‘l,’ and gases by the letter ‘g.’ The symbol for aqueous solutions is (aq).
• By showing the temperature variations that occur during the process. For example, an exothermic process is one in which heat is released. A heat-absorbing reaction is known as an endothermic reaction.
• By describing the circumstances in which the reaction takes place. The catalyst’s symbol or formula is placed above or below the arrow sign if the reaction is taking place in the presence of a catalyst,

Существуют различные условия, такие как тепло, наличие катализатора, условия температуры и давления, при которых протекает реакция. Эти условия обсуждаются ниже.

Химическая реакция в присутствии тепла

Теплота реакции — это количество тепла, которое необходимо добавить или отвести во время химической реакции, чтобы поддерживать все присутствующие компоненты при одной и той же температуре. Измеренная теплота реакции также представляет собой изменение термодинамической величины, известной как энтальпия , или теплосодержание , которое представляет собой разницу между энтальпией веществ, присутствующих в конце реакции, и энтальпией веществ, присутствующих в начале реакции. реакции, если давление в сосуде с реагирующей системой поддерживается постоянным.

В результате теплота реакции, измеренная при постоянном давлении, также известна как энтальпия реакции, обозначаемая символом ΔH. Реакция называется эндотермической, если теплота, выделяемая при ней, положительна. Реакция считается экзотермической, если теплота реакции отрицательна. Если для протекания реакции требуется тепло, дельта символа теплоты (Δ) помещается над стрелкой уравнения.

When nitrogen and oxygen are heated to an extremely high temperature, they combine to generate nitrogen monoxide, as shown in the reaction below.

N₂         +         O₂    +    Heat          →        2NO
(Nitrogen)          (Oxygen)                      (Nitrogen Monoxide)

Химическая реакция в присутствии катализатора

Любой материал, который увеличивает скорость процесса, но не расходуется, называется катализатором . Ферменты , которые являются естественными катализаторами, катализируют несколько важных метаболических реакций.

Metals and their oxides, sulphides, and halides, as well as the semimetallic elements boron, aluminium, and silicon, make up the majority of solid catalysts. Solid catalysts are usually dispersed in other substances known as catalyst supports; gaseous and liquid catalysts are commonly utilized in their pure form or combination with suitable carriers or solvents.

Каталитическое действие , в общем, представляет собой химическую реакцию между катализатором и реагентом, в результате которой образуются химические промежуточные продукты, которые могут легче реагировать друг с другом или с другим реагентом с образованием желаемого конечного продукта. Катализатор регенерируется во время реакции между химическими промежуточными продуктами и реагентами. Режимы реакции между катализаторами и реагентами сильно различаются и часто бывают сложными в твердых катализаторах.

Примерами таких реакций являются кислотно-основные реакции, окислительно-восстановительные процессы, образование координационных комплексов и образование свободных радикалов. Поверхностные свойства и электрическая или кристаллическая структура оказывают большое влияние на механизм реакции твердых катализаторов. Полифункциональные катализаторы представляют собой твердые катализаторы, которые могут взаимодействовать с реагентами более чем одним способом; бифункциональные катализаторы широко используются в нефтяной промышленности для реакций риформинга. Многие промышленные химические процессы основаны на катализируемых реакциях. Производство катализаторов само по себе является быстроразвивающимся промышленным процессом.

Символ или формула катализатора записывается над или под знаком стрелки в уравнении, если реакция протекает в присутствии катализатора. Следующий пример поможет прояснить это.

Potassium chlorate (KClO₃) decomposes into potassium chloride and oxygen gas when heated in the presence of a manganese dioxide catalyst. The following is an example of how this could be expressed:

2KClO₃       +      Heat              →               2KCl             +         3O₂           (in presence of MnO₂)
(Potassium Chlorate)                               (Potassium chloride)           (Oxygen)                                                  

The catalyst is MnO₂, and the delta (Δ) represents for heat. As a result, the above equation depicts the conditions under which the reaction occurs.

Химическая реакция в присутствии температуры и давления

• Влияние температуры . Молекулярно-кинетическую теорию можно использовать для описания влияния температуры и давления на жидкость. Молекулярное поведение жидкости при низкой температуре вблизи точки замерзания и при более высокой температуре вблизи точки кипения различается. Рассмотрим, как подвижность атомов или молекул в жидкости зависит от температуры. Частицы в твердом, жидком или газообразном состоянии движутся быстрее при повышении температуры. Частицы замедляются при понижении температуры.
  • Когда жидкость достаточно охлаждена, она затвердевает.
  • Когда жидкость достаточно нагрета, она превращается в газ.
• Влияние давления: объем жидкости не зависит от изменения давления. Поскольку любое увеличение давления может лишь немного уменьшить расстояние между плотно упакованными молекулами, жидкости, как правило, несжимаемы.
  • Когда давление над жидкостью повышается достаточно высоко, жидкость затвердевает.
  • Когда давление над жидкостью достаточно снижается, жидкость превращается в газ.

Условия температуры и давления, при которых протекает реакция, также можно выразить в уравнении, поместив их значения над или под знаком стрелки. Следующий пример продемонстрирует это.

Угарный газ и водород используются для производства метанола или метилового спирта. Смесь оксида углерода и газообразного водорода сжимается до давления 300 атмосфер, а затем проходит через катализатор, состоящий из смеси оксида цинка и оксида хрома, нагретой до 300 ^° C. Для реакции требуется давление 300 атмосфер (записывается как 300 атм), а температура 300 ^° С и катализатор, состоящий из оксида цинка и оксида хрома (ZnO+CrO ₃ ). Теперь мы можем записать химическое уравнение реакции образования метанола вместе с условиями следующим образом.

CO + 2H ₂ → CH ₃ OH (при 300 атм, 300 ⁰ C, в присутствии ZnO+CrO ₃ )
(Угарный газ) (Водород) (Метанол)

Состояние материи вещества является внешним свойством, то есть на него может влиять его окружение. На состояние вещества влияют два физических фактора: температура и давление. Можно измерять как температуру и давление, так и изменения состояния.

Когда к веществу прикладывается тепловая энергия, температура повышается, изменяя состояние вещества из твердого в жидкое (плавление), из жидкого в газообразное (испарение) или из твердого в газообразное (сублимация). Когда энергия теряется из вещества, температура падает, в результате чего оно превращается из жидкого в твердое (замерзание), из газа в твердое (осаждение) или из газа в жидкость (конденсация). Когда давление, приложенное к веществу, увеличивается, вещество может конденсироваться. Он может испариться, если давление уменьшится.

Каковы условия реакции фотосинтеза?

Photosynthesis is the process through which green plants produce food. During photosynthesis, carbon dioxide reacts with water in the presence of ‘sunlight,’ and the green pigment ‘chlorophyll,’ found in leaves, produces food such as glucose and releases oxygen gas. The existence of sunlight and chlorophyll are required for the photosynthesis reaction to occur. As a result, we may write the following chemical equation for photosynthesis, complete with conditions.

6CO₂      +       6H₂O      →    C₆H₁₂O₆    +     6O₂             (in presence of sunlight and chlorophyll)
(Carbon dioxide)          (Water)             (Glucose)           (Oxygen)                                                                                        

Примеры вопросов

Вопрос 1: Как изменение температуры влияет на частицы вещества?

Отвечать:

The particles in a solid, liquid, or gas move faster as the temperature rises, and when the temperature drops, the particles slow down.

Вопрос 2: Приведите пример химической реакции с изменением температуры.

Отвечать:

A change in temperature is obtained when quick lime is added to water to form slaked lime as it reacts vigorously and produces heat.

Вопрос 3. Является ли плавление воска свечи при нагревании химической реакцией или нет?

Отвечать:

No, the melting of candle wax on heating is not a chemical reaction because, on heating, wax changes its physical state, but there is no change in its properties.

Вопрос 4. Как давление меняет состояние жидкости?

Отвечать:

When the pressure above a liquid is raised high, the liquid solidifies, and when the pressure above a liquid is reduced, the liquid transforms into a gas.

Вопрос 5: Как называется раствор, приготовленный в воде, и как он обозначается?

Отвечать:

A solution made in water is called an aqueous solution and it is indicated by aq.