Представяне на урока
Цели: показват ефекта на скоростта на химичните реакции на явлението на катализа. Да разгледаме класификация на химичните реакции за участието на катализатор и фазата на реагентите и катализатора.
Изисквания към нивото на подготовка на учениците
За да знаят и разбират:
- Определения "Catalysis", "хомогенна катализа", "хетерогенен катализ", "катализатори", "ензим", "инхибитори", "катализаторни отрови", "промотори";
- Примери на хомогенна и хетерогенна катализа;
- Области на използване на катализатори, включително ензими;
- Обяснявайки зависимостта на скоростта на химична реакция на катализаторите.
TSO: персонален компютър, мултимедиен проектор.
Реагенти и оборудване: петрита, химически цилиндри, химически колби, керамична плоча, шпатула, пипети, раздробят, спиртни; воден разтвор на амоняк, меден сулфат (II), течен препарат, водороден пероксид, дихромат, амоняк, вода, тиоцианат, калиев хлорид, железен (III), натриев тиосулфат, натриев хлорид кристални, моркови сок, варени моркови, картофи сок, сварени картофи, кристален йод, алуминиев прах.
Преди урока, можете да се подготвите карти с имената на учениците в този клас, в присъствието на деца, за да ги смесват, а след това можете да използвате:
- Приемайте по една карта и да декларира, че сте избрали кандидатурата на един студент, който в края на урока ще обобщи чух материал (име на студента е обявена до края на обяснение на темата);
- Можете да използвате картата, ако искате да се обадите на ученика да демонстрира опита, да се разделят на групи.
Мастър излива върху керамична плоча 1г и 4d алуминиев прах фино раздробен йод конична купчина. Взаимодействие случи. Учителят пита учениците:
- Взаимодействието на тези материали е много бавен. Вярвате ли, че мога да се увеличи скоростта на тази реакция?
(Мастър добавя катализатор 2-3 капки -. Вода и студенти наблюдава появата на светло лилаво и реакционната йодни пари се извършва в аспиратор).
Запишете реакцията в таблицата. Всички реакции да се извършват по време на класния ръководител и на студентите се записват в тази таблица.
вещества, реагиращи
На следващо място, учениците трябва да слушате арабския поговорка "Осемнадесет камили":
Имало едно време един човек, на изток, което е създало камили. През целия си живот той е работил, както и когато стар, той извика към синовете му, и каза:
"Моите деца! Станах стар и немощен, и да умре скоро. След смъртта ми, разделят останалите камилите, както аз ти кажа. Вие, най-големият син, е работил повече от всичко - Вземете го половина камили. Вие, като средната син, току-що започна да ми помогне - вземи една трета част. И вие, по-младите, да вземе деветата част. "
Времето минаваше и старецът починал. Тогава синовете решили да разделят наследството като баща му ги заповяда. Караха стадото на голяма област, брои, и се оказа, че в стадо седемнадесет камили. И това е невъзможно да ги или 2 или 3 или 9 се разделят! Какво да се прави - никой не знаеше. Те започнаха да твърдят, синове, и всеки предложил решението си. И те са уморени да се спори, но не се стигне до общо решение.
По това време, аз съм на шофиране покрай пътешественик по негова камила. Чувайки вика и противоречия, той попита: "Какво се е случило?"
А синовете разказаха за неприятности. Пътникът слезе от камилата, го пусне в стадото и каза: "А сега се разделят камилите като баща му заповяда."
И тъй като камилите 18, най-големият син взе своята половина, т.е. 9, средната - трета, т.е. 6 камили, а най-младият на деветия, тоест две камили. И когато те споделят, така че стадото, в областта е друг камила, защото 9 + 6 + 2 е равно на 17.
Пътник монтиран камила си и препусна.
Каква е ролята на осемнадесети камилата? И каква е връзката с темата на тази притча на нашия урок?
По време на урока, ние трябва да намерим отговори на следните въпроси:
- Какво е катализатор и каталитична реакция?
- Може примери за известни каталитични реакции на органичната и неорганичната химия. Посочете имената на веществата - катализаторите.
- Предполага се, че механизмът на действие на катализатори.
- Каква е стойността на каталитична реакция?
В резултат на обсъждането на първия въпрос с учениците учителят съобщава, че един от най-често срещаната практика в химически методи за ускоряване на химичните реакции се катализира.
Катализ (от гръцката satalysis -. Унищожение) - промяна на скоростта химична реакция, когато са изложени на агенти (катализатори или инхибитори), които участват в реакцията, но не са в състава на продукта.
Катализатори - вещества, които увеличават скоростта на химични реакции, но състава и количеството на която остава непроменен в края на реакцията.
Инхибитор - вещество забавяне скоростта на химични реакции, но състава и количеството на която остава непроменен в края на реакцията.
Примери на хомогенна катализа могат да служат взаимодействие с пероксид vodroda tetraamminmedi сулфат (II).
Демонстрирайте компетентност (студент е поканен да избере с помощта на карти):
Бехеровата чаша се добавят няколко капки от течен сапун, след това се добавят 2 мл разтвор на комплекс сол и след това се излива водороден пероксид. Наблюдаваме пенещото реакция течен сапун.
Тази реакция трябва да се запише в таблицата.
Примери на хетерогенен катализатор е каталитично окисление на амоняк с атмосферен кислород в присъствие на хромен оксид (III).
Демонстрира опит (от учители):
химически капацитет 500 мл колба на поставя разтвор на амоняк и запушалка. В духа лампа загрява след това амониев бихромат се поставя в колба с амоняк. Ние наблюдаваме реакцията на "Star дъжд".
Опитът корекция на масата.
Какво мислите, как работят катализаторите? Не забравяйте, притчата за
осемнадесет камили. (Учениците предлагат различни хипотези)
Лабораторни експерименти, извършени от ученици, но процедура пързалки описва как да:
Чашата с 3 мл вода се прибавя 1 капка разтвор на калиев тиоцианат и железен хлорид (III). Полученият червен разтвор се излива в 2 флакона, попълването им еднакво. другите две епруветки в 2 мл натриев тиосулфат и един от тях се прибавят 2 капки разтвор на меден сулфат (II) - катализатор. Други студенти прекарват две реакции:
а) Към разтвор на железен тиоцианат (се прибавя III) разтвор на натриев тиосулфат,
б) Към разтвор на железен тиоцианат (III) се добавя разтвор на натриев тиосулфат и 2 капки меден сулфат (II)
Излива се в две епруветки с 2 мл разтвор на меден сулфат (II) и се поставят във всяка от алуминий пелета. В една от епруветките се прибавят няколко кристала на катализатор - сол.
(Резултати от реакциите в Таблица I)
Механизмът на действие на катализатора:
Според проучването, което може да се каже за това как работи катализатора?
Съвременните идеи на катализа са както следва (разбира се, в най-простата си форма). Има изходните материали, атомите, които изграждат молекулите на оригинала може да бъде представен по такъв начин, че продуктът ще бъдат свързани помежду си с други, още по-силни връзки. Т.е. вътрешната енергия на системата, състояща се от атомите, след "пермутация".
превръщане на химична реакция на първоначални реагенти в продуктите може да мине, но нещо пречи. При описанието на триизмерен модел на енергия каталитична реакция използване на такива образи - ". Valley Продукти" "Долината прекурсори", Между тях - билото, енергийната бариера. Той не позволява на атомите са толкова близо една до друга, така че те биха могли да си разменят местата и сформиране на ново, по-силни връзки. И само за да скочи на билото не работи. А катализатори са същите тези кабели, които ви позволяват да се намери правилният начин - прохода с височина по-малко. Там, при катализатор подаване активирани форми на междинно съединение комплекс, един или няколко едновременно, последователно, и се свързва, в края на краищата атоми на изходните материали до друг в друга, желаната комбинация изследователи. След това той позволява молекулите на нови съединения безопасно плъзгат в долината на продуктите, и той се отстранява за свързване на нови двойки, в идеалния случай - остава непроменена. В действителност обаче, това се оказва доста разглезено катализаторни отрови и други беди.
Има няколко теории за обяснение на механизма на действие на катализаторите. За разбиране на хомогенна катализа механизъм предложи теория на междинните съединения.
Същността на тази теория е, че ако бавно течаща реакция A + B → AB извършва в присъствието на катализатор К, катализаторът влиза в химична реакция с един от изходните материали, образуващи чуплив междинно съединение:
Междинното съединение АК взаимодейства с друг изходен материал, катализаторът се отделя:
Сега, ако двата процеса да обобщим, можем получите оригиналния уравнение:
След обсъждането на третия въпрос. Студентите сключват с помощта на учителя, дава катализатор реагиращите видове изискват енергия за ефективни сблъсъци, т.е. катализатор намалява нуждата от енергия реакционната активиране чрез осигуряване на алтернативен път на реагенти за унищожаване и образуване на връзки.
Катализатори имат определени свойства:
- Катализаторите не създават процес и само променя скоростта си;
- За обратими реакции, катализаторите не изместват равновесие и не влияят на равновесната константа, и само ускорява процеса да достигне равновесие;
- Катализаторът намалява нуждата от енергия реакционната активиране чрез осигуряване на алтернативен път на реагенти за унищожаване и образуване на връзки;
- Катализаторите са селективни, т.е. ускоряване на само един от няколко реакции.
можем да наблюдаваме в следващия пример, селективността на катализатора.
Алдехиди и кетони
Стриктното селективност и висока скорост на две основни характеристики на ензим катализа, които я отличават от лабораторията и промишлено катализа. Нито един от катализаторите, получени човешки ръце не може да се сравни с ензими от силата и селективността ефектите върху органичната молекула.
Ензимите са специално определени, като всеки от тях само един ускорява химична реакция с добив 100%. Инхибитори на ин виво инхибират различни реакции вредни окисление в клетките на тъканите, които могат да бъдат инициирани от радиоактивно лъчение.
Биологични катализатори - ензими.
Лабораторни опит: две петриеви панички поставени водороден пероксид в първия чашата поставят парче сварени картофи, от друга - картоф сок.
Лаборатория опит: две блюда на Петри, пуснати на водороден пероксид в първата чаша поставят парче варени моркови, а другият - сок от моркови.
Водороден пероксид - токсично вещество, оформен в клетката по време на живота. Като част от отстраняването на редица токсични вещества, може да предизвика самостоятелно отравяне (денатуриране на протеини, особено ензими). Предотвратяват натрупването на Н2О2 каталаза ензим в изобилие в клетки, способни да съществуват в кислородна атмосфера. Каталаза ензим, разделяне на Н 2О 2 до вода и кислород, играе защитна роля в клетката. Ензимът действа с много голяма скорост, по един за молекулата си разцепва 1с 200 000 молекули Н 2О 2 → 2 Н 2О + O2
- С много катализаторни минерали могат да бъдат превърнати полезни синтетични материали;
- Производство на твърда мазнина, например маргарин от течни масла не е възможно без катализатор;
- В хлебни голямо значение амилаза ензим, който разгражда нишесте и протеаза, която разцепва протеин. От скорост амилаза активност на тест ферментация зависи;
- Алкохолът и пивоварната промишленост може да бъде източник на малц амилаза и микробни препарати;
- вкусовата ферментация е много важно полифенол оксидаза ензим, активността на които зависи от букета и цвета на виното и качеството на тютюна;
- Някои ензими, като пепсин, използвани в медицината
- Катализатор явление е широко разпространен в природата: дишане, разграждане на клетъчни хранителни вещества, протеинов синтез.
Намирането на подходящ катализатор за химическа реакция - е изкуство. Така се взема предвид всички - с размерите на молекулите, тяхната енергия, ориентацията в пространството, достъпност, икономически ефект и много други фактори. Не е случайно, че повечето катализатори, използвани в химическата промишленост, патентовани и мнозина дори класифицирани. Създаване на нов ефективен катализатор - това е сериозно научно откритие, което често се възнаграждава с престижни награди. За своите открития в областта на катализа се присъжда на седем Нобелова награда за химия. Американската химик Ричард Zeira каза катализа концепция ", която най-добре характеризира същността на химията", тъй като тя не само демонстрира способността на съединенията да трансформациите, но също така подчертава ролята на човека в този процес показва способността ни да манипулира света около нас.
В заключение, нека проверим масата за урок с каталитични реакции, които прекараха за днешния урок.
(След това учителят получава карта с името на ученика, който предлага да се направи cinquain борда, посветена на изследване предмет).
Списък на използвани литература.
Свързани статии