Презентация на тему Скорость химических реакций презентация к уроку по химии (11 класс) на тему. Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость (презентация) Скорость химических реакций катализ презентация

План: Скорость химической реакции Гетерогенные и гомогенные реакции Зависимость скорости реакции от различных факторов: – Природа реагирующих веществ – Концентрация веществ – Площадь соприкосновения веществ – Температура – Присутствие катализаторов или ингибиторов

Скорость реакции определяется изменением количества вещества в единицу времени. В единице V (для гомогенной) На единице поверхности соприкосновения веществ S (для гетерогенной) n - изменение количества вещества (моль); t– интервал времени (с, мин) - изменение молярной концентрации;

Задача на применение знаний по «Скорости химических реакций» Химическая реакция протекает в растворе, согласно уравнению: А+В = С. Исходные концентрации: вещества А – 0,80 моль/л, вещества В – 1,00 моль/л. Через 20 минут концентрация вещества А снизилась до 0, 74 моль/л. Определите: а) среднюю скорость реакции за этот промежуток времени; б) концентрацию вещества В через 20 мин.

Самопроверка. Дано: С (А) 1 = 0,80 моль/л С (В) 1 = 1,00 моль/л С (А) 2 = 0,74 моль/л = 20 мин Найти. а) гомоген =? б) С (В) 2 =? Решение: а) определение средней скорости реакции в растворе производится по формуле: б) определение количеств реагирующих веществ: А + В = С По уравнению 1 моль 1 моль По условию 0,06 моль 0,06 моль Количества прореагировавших веществ. Следовательно, С(В) 2 = С(В) 1 - С = 1,00 -0,06=0,94моль/л Ответ: гомоген. = 0,003 моль/л С(В) 2 = 0,94 моль/л

Теория столкновений. Основная идея теории: реакции происходят при столкновении частиц реагентов, которые обладают определённой энергией. Чем больше частиц реагентов, чем ближе они друг к другу, тем больше шансов у них столкнуться и прореагировать. К реакции приводят лишь эффективные соударения, т.е. такие при которых разрушаются или ослабляются «старые связи» и поэтому могут образоваться «новые». Для этого частицы должны обладать достаточной энергией. Минимальный избыток энергии, необходимый для эффективного соударения частиц реагентов, называется энергией активации Еа. Величина энергии активации веществ – это фактор, посредством которого сказывается влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции.

Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Природа реагирующих веществ HCl укс. кислота +Zn +Zn V 1 > V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция. V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция."> V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция."> V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Природа реагирующих веществ HCl укс. кислота +Zn +Zn V 1 > V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция."> title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Природа реагирующих веществ HCl укс. кислота +Zn +Zn V 1 > V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция.">

2. Концентрации реагирующих веществ. На основе большого экспериментального материала в 1867 г. норвежские учёные К. Гульдберг, и П Вааге и независимо от них в 1865 г. русский учёный Н.И. Бекетов сформулировали основной закон химической кинетики, устанавливающий зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ.

Закон действующих масс. Гульдберг (). Норвежский физикохимик. П. Вааге (). Норвежский ученый. V=k c A a c B b Скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях равных их коэффициентам в уравнении реакции.

Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Концентрация реагирующих веществ НCl 10% HCl 20% +Zn +Zn v 1

Математическое выражение закона действующих масс. По закону действующих масс скорость реакции, уравнение которой А+В=С может быть вычислена по формуле: v 1 = k 1 C A C B, а скорость реакции, уравнение которой А+2В=D, может быть вычислена по формуле: v 2 = k 2 C A C B. В этих формулах: C A и C B – концентрации веществ А и В (моль/л), k 1 и k 2 – коэффициенты пропорциональности, называемые константами скоростей реакции. Эти формулы также называют кинетическими уравнениями.

3.Поверхность соприкосновения реагирующих веществ. Скорость реакции увеличивается благодаря: -увеличению площади поверхности соприкосновения реагентов (измельчение); -повышению реакционной способности частиц на поверхности образующихся при измельчении микрокристаллов; -непрерывному подводу реагентов и хорошему отводу продуктов с поверхности, где идёт реакция. Фактор связан с гетерогенными реакциями, которые протекают на поверхности соприкосновения реагирующих веществ: газ - твердое вещество, газ - жидкость, жидкость - твердое вещество, жидкость - другая жидкость, твердое вещество - другое твердое вещество, при условии, что они не растворимы друг в друге.

V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Площадь соприкоснове ния реагирующих веществ Fe (порошок) Fe (кнопка) + НCl + НCl V 1 > V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции." class="link_thumb"> 23 Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Площадь соприкоснове ния реагирующих веществ Fe (порошок) Fe (кнопка) + НCl + НCl V 1 > V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции. V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции."> V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции."> V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Площадь соприкоснове ния реагирующих веществ Fe (порошок) Fe (кнопка) + НCl + НCl V 1 > V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции."> title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Площадь соприкоснове ния реагирующих веществ Fe (порошок) Fe (кнопка) + НCl + НCl V 1 > V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции.">

4. Температура При увеличении температуры на каждые 10° С общее число столкновений увеличивается только на ~ 1,6 %, а скорость реакции увеличивается в 2-4 раза (на %). Число, показывающее, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 10° С, называют температурным коэффициентом.

Правило Вант-Гоффа Я. Вант-Гофф (). Голландский химик. Один из основателей физической химии и стереохимии При повышении температуры на каждые 10 С скорость реакции увеличивается в 2-4 раза.

Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Температура Al Al + НCl + НCl +t V 1 > V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается. V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается."> V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается."> V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Температура Al Al + НCl + НCl +t V 1 > V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается."> title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Температура Al Al + НCl + НCl +t V 1 > V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается.">

5. Действие катализатора Можно изменить скорость реакции, используя специальные вещества, которые изменяют механизм реакции и направляют ее по энергетически более выгодному пути с меньшей энергией активации. Катализаторы – это вещества, участвующие в химической реакции и увеличивающие ее скорость, но по окончании реакции остающиеся неизменными качественно и количественно. Ингибиторы – вещества, замедляющие химические реакции. Изменение скорости химической реакции или ее направления с помощью катализатора называют катализом.

Различают два вида катализа: Гомогенный катализ, при котором и катализатор, и реагирующие вещества находятся в одном агрегатном состоянии (фазе). – Например, ферментативно-каталитические реакции в клетках организма проходят в водном растворе. Гетерогенный катализ, при котором катализатор и реагирующие вещества находятся в разных фазах. – Например, разложение пероксида водорода в присутствии твердого катализатора оксида марганца(IV): MnO 2 (т) 2H 2 O 2 (ж) 2H 2 O(ж) + O 2 (г)

V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Присутствие некоторых веществ H 2 O 2 H 2 O 2 +MnO 2 V 1 > V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции." class="link_thumb"> 31 Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Присутствие некоторых веществ H 2 O 2 H 2 O 2 +MnO 2 V 1 > V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции. V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции."> V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции."> V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Присутствие некоторых веществ H 2 O 2 H 2 O 2 +MnO 2 V 1 > V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции."> title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Присутствие некоторых веществ H 2 O 2 H 2 O 2 +MnO 2 V 1 > V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции.">

Cлайд 1

Cлайд 2

КЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИИ ПО ПРИЗНАКУ ФАЗНОСТИ (АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ) ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ГОМОГЕННЫЕ ГЕТЕРОГЕННЫЕ (реагирующие вещества и продукты реакции находятся в одной фазе) 2SO2(г) +O2(г)=2SO3(г) HCl(ж)+NaOH(ж)=NaCl(ж)+H2O Особенность: протекают во всём объёме реакционной смеси (реагирующие вещества и продукты реакции находятся в разных фазах) S(тв)+O2(г)=SO2(г) Zn(тв)+2HCl(ж)=ZnCl2(ж)+H2(г) Особенность: протекают на поверхности раздела фаз

Cлайд 3

СКОРОСТИ РЕАКЦИЙ Скорость гомогенной реакции Скорость гетерогенной реакции А (г) +В (г) = С (г) ∆V = V2-V1 ∆ t = t2-t1 V (гом) = ∆V /(∆ t * V) С = V / V (моль/л) V (гом) = ± ∆С/ ∆ t (моль/л*с) V (гет) = ± ∆V /(S*∆ t) (моль/м^2*с)

Cлайд 4

Факторы влияющие на скорость химической реакции Концентрация А+B=C+D V=k[A]*[B] Природа реагирующих веществ Площадь поверхности соприкосновения температура катализатор

Cлайд 5

Задача 1 В некоторый момент времени концентрация хлора в сосуде, в котором протекает реакция H2+Cl2=2HCl , была равна 0.06 моль/л. Через 5 сек. Концентрация хлора составила 0.02 моль/л. Чему равна средняя скорость данной реакции в указанный промежуток времени? Дано С1(Cl2)=0.06 моль/л С2(Сl2)=0.02 моль/л ∆ t = 5 сек V=? Решение H2+Cl2=2HCl V= -(C2 – C1)/ ∆ t = (0.02-0.06)/5 = = 0.008 (моль/л*с) Ответ: V = 0.008 (моль/л*с)

Cлайд 6

Задача 2 Как изменится скорость, протекающей в водном растворе, реакции FeCl3+3KCNS=Fe(CNS)3+3KCl при разбавлении реагирующей смеси водой в два раза Дано С(ионов) < 2 раза V2/V1=? Решение Fe(3+) + 3CNS(-) = Fe(CNS)3 V =k*^3 пусть до разбавления: х = Y = ^3 В результате разбавления концентрация ионов уменьшается: x/2 = y/2 = V2/V1 = k*(x/2)*(y/2)^3 = 16 Ответ: V2/V1 = 16 ^3 – в степени 3

Cлайд 7

Задача 3 Как изменится скорость реакции при повышении температуры от 55 до 100 ‘С, если температурный коэффициент скорости этой реакции равен 2.5 ? Дано γ =2.5 t1= 55 ‘ t2 = 100 ’ Vt2/Vt1=? Решение = 2.5*((100-55)/10) = =25^4.5 = (5/2)^9/9= 43.7 Ответ: скорость реакции увеличивается в 43.7 раза

Cлайд 8

Задача 4 При повышении температуры на 30 ‘С, скорость некоторой реакции увеличивается в 64 раза. Чему равен температурный коэффициент скорости этой реакции? Дано Vt2/Vt1=64 t2 = 30 ’ γ =? Решение = γ^3 64 = γ^3 γ = 4 Ответ: температурный коэффициент скорости реакции равен 4.

Cлайд 9

Тест: закрепление знаний 1. Для уменьшения скорости реакции необходимо: а) увеличить концентрацию реагирующих веществ б) ввести в систему катализатор в) повысить температуру г) понизить температуру 2. С наибольшей скоростью протекает реакция: а) нейтрализации б) горение серы в воздухе в) растворение магния в кислоте г) восстановление оксида меди водородом 3. Укажите гомогенную реакцию. а) CaO+H2O=Ca(OH)2 б) S+O2=SO2 в) 2CO+O2=2CO2 г) MgCO3 MgO+CO2 4. Укажите гетерогенную реакцию. а) 2CO+O2=2CO2 б) H2+Cl2=2HCl в) 2SO2+O2=2SO2 (кат V2O5) г) N2O+H2=N2+H2O 5. Отметьте, какая реакция является одновременно гомогенной и каталитической. а) 2SO2+O2=2SO3 (кат NO2) б) CaO+CO2=CaCO3 в) H2+Cl2=2HCl г) N2+3H2=2NH3 (кат Fe)

Cлайд 10

Тест: закрепление знаний 6. Укажите, как изменится скорость бимолекулярной газовой реакции 2NO2=N2O4 при увеличении концентрации NO2 в три раза. а) увеличится в 3 раза б) уменьшится в 6 раз в) увеличится в 9 раз г) увеличится в 6 раз 7. Укажите какому процессу соответствует выражение закона действующих масс для скорости химической реакции V=k^x. а) S+O2=SO2 б) 2H2+O2=2H2O в) 2CO+O2=2CO2 г) N2+O2=2NO 8. Отметьте, скорость какого процесса не изменится, если увеличить давление в реакционном сосуде (t без изменения). а) 2NO+O2=2NO2 б) H2+Cl2=2HCl в) CaO+H2O=Ca(OH)2 г) N2O4=2NO2 9. Рассчитайте, чему равен температурный коэффициент скорости реакции, если при понижении температуры на 40’С её скорость уменьшилась в 81 раз.

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Скорость химических реакций Химическая кинетика изучает скорость и механизмы химических реакций

Гомогенные и гетерогенные системы Гетерогенные системы Фаза – совокупность всех гомогенных частей системы, одинаковых по составу и по всем физическим и химическим свойствам и отграниченных от других частей системы поверхностью раздела. Гомогенные системы состоят из одной фазы

Скорость химических реакций (для гомогенных систем) A + B = D + G C 0 = 0 ,5 моль/л C 1 = 5 моль/л  t = 10 c

Скорость химических реакций (для гомогенных систем) A + B = D + G C 0 = 2 моль/л C 1 = 0,5 моль/л  t = 10 c (для гетерогенных систем)

Факторы, от которых зависит скорость реакции Природа реагирующих веществ Концентрация веществ в системе Площадь поверхности (для гетерогенных систем) Температура Наличие катализаторов Опыт: влияние концентрации Опыт: щелочные металлы реагируют с водой Рубидий и цезий с водой

Влияние температуры Правило Вант-Гоффа При нагревании системы на 10 ˚С скорость реакции возрастает в 2-4 раза - температурный коэффициент Вант-Гоффа Якоб Вант-Гофф (1852-1911)

Катализ Йенс Якоб Берцелиус ввел термин « катализ » в 1835 г. Катализатор – вещество, изменяющее скорость реакции, участвует в промежуточных стадиях реакции, но не входит в состав продуктов реакции. 2SO 2 (г.) + O 2 (г.) 2SO 3 (г.) 2) SO 2 (г.) + NO 2 (г.)  SO 3 (г.) + NO (г.) 1) 2 NO (г.) + O 2 (г.)  2NO 2 (г.) Вильгельм Оствальд 1909 г. – Нобелевская премия «в признание работ по катализу»

Механизм разложения пероксида водорода 2 H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 (1) H 2 O 2 = H + + HO 2 - (2) HO 2 - + H 2 O 2 = H 2 O + O 2 + OH - (3) OH - + H + = H 2 O Посмотрите опыт «Разложение пероксида водорода» Перейти к теме «катализ»

Разложение H 2 O 2 в присутствии Fe 3+ H 2 O 2 = H + + HO 2 - HO 2 - + Fe 3+ = Fe 2+ + HO 2 HO 2 + Fe 3+ = Fe 2+ + O 2 + H + Fe 2+ + H 2 O 2 = Fe 3+ + OH + OH - OH + H 2 O 2 = H 2 O + HO 2 Fe 2+ + HO 2 = Fe 3+ + HO 2 - OH - + H + = H 2 O . . . . . . Сравните с механизмом без участия катализатора

17 белых верблюдов Кай Линдерстрём-Ланг (1896-1959) Притча о катализе + 1 черный верблюжонок 1/2 1/3 1/9 18 9 6 2 17 + 1 черный верблюжонок

Терминология Катализ, катализатор Ингибитор Промоторы Каталитические яды Гомогенный и гетерогенный катализ Ферменты

Особенности ферментативного катализа Высокая избирательность и специфичность катализатора Жесткие требования к условиям протекания реакций Классификация ферментов Оксиредуктазы Трансферазы Гидролазы Лиазы Изомеразы Лигазы (синтетазы)

Теперь к вопросам ЕГЭ!

A20-2008-1 На скорость химической реакции между раствором серной кислоты и железом не оказывает влияния 1) концентрация кислоты 2) измельчение железа 3) температура реакции 4) увеличение давления

A20-2008-2 Для увеличения скорости химической реакции Mg (тв.) + 2 H + = Mg 2+ + H 2 (г.) необходимо 1) добавить несколько кусочков магния 2) увеличить концентрацию ионов водорода 3) уменьшить температуру 4) увеличить концентрацию ионов магния

A20-2008-3 C наибольшей скоростью при обычных условиях протекает реакция 1) 2 Ba + O 2 = 2BaO 2) Ba 2+ + CO 3 2- = BaCO 3 ↓ 3) Ba + 2H + = Ba 2+ + H 2 4) Ba + S = BaS

A20-2008-4 Для увеличения скорости реакции 2CO + O 2 = 2CO 2 + Q необходимо 1) увеличить концентрацию CO 2) уменьшить концентрацию О 2 3) понизить давление 4) понизить температуру

A20-2008- 5 Для увеличения скорости реакции Zn (тв.) + 2 H + = Zn 2+ + H 2 (г.) необходимо 1) уменьшить концентрацию ионов цинка 2) увеличить концентрацию ионов водорода 3) уменьшить температуру 4) увеличить концентрацию ионов цинка

1) Zn + HCl (5%p-p) 2) Zn + HCl (10%p-p) 3) Zn + HCl (20%p-p) 4) NaOH (5% p-p) + HCl (5% p-p) С наибольшей скоростью при обычных условиях протекает реакция

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации МЕДИКО-ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ История развития аналитической химии Выполнила: Давлетшина Гульназ Р группа

Аналитическая химия наука о методах определения химического состава вещества и его структуры. Однако это определение КС представляется исчерпывающим. Предметом аналитической химии являются разработка методов анализа и их практическое выполнение, а также широкое исследование теоретических основ аналитических методов. Сюда относится изучение форм существования элементов и их соединений в различных средах и агрегатных состояниях, определение состава и устойчивости координационных Соединений, оптических, электрохимических и других характеристик вещества, исследование скоростей химических реакций, определение метрологических характеристик методов и т. д. Существенная роль отводится поискам принципиально новых методов анализа и использованию в аналитических целях современных достижений науки и техники.

В зависимости от поставленной задачи, свойств анализируемого вещества и других условий состав веществ выражается по-разному. Химический состав вещества может быть охарактеризован Массовой долей (%) элементов или их оксидов или других соединений, а также содержанием реально присутствующих в пробе индивидуальных химических соединений или фаз, изотопов и т. д. Состав сплавов обычно выражают массовой долей (%) составляющих цементов; состав горных пород, руд, минералов и т. д. содержанием элементов в пересчете на какие-либо их соединения, чаще всего на оксиды.

Теоретическую основу аналитической химии составляют фундаментальные законы естествознания, такие, как периодический закон Д. И. Менделеева, законы сохранения массы вещества и энергии, постоянства состава вещества, действующих масс и др. Аналитическая химия тесно связана с физикой, неорганической, органической, физической и коллоидной химией, электрохимией, химической термодинамикой, теорией растворов, метрологией, теорией информации и многими другими науками.

Аналитическая химия имеет важное научное и практическое значение. Почти все основные химические законы были открыты с помощью методов этой науки. Состав различных материалов, изделий, руд, минералов, лунного грунта, далеких планет и других небесных тел установлен методами аналитической химии, открытие целого ряда элементов периодической системы оказалось возможным благодаря применению точных методов аналитической химии. Значение аналитической химии

Многие практические приемы аналитической химии и аналитические методики были известны в глубокой древности. Это, прежде всего пробирное искусство, или пробирный анализ, который выполнялся «сухим» путем, т. е. без растворения пробы и использования растворов. Методами пробирного анализа контролировали чистоту благородных металлов и устанавливали их содержание в рудах, сплавах и т. д. Техника выполнения пробирного анализа воспроизводила в лабораторных условиях производственный процесс получения драгоценных металлов. Эти методы анализа применялись в Древнем Египте и Греции, были они известны и в Киевской Руси. Практическое значение реакций в растворе было в то время невелико. Основные этапы развития аналитической химии

Развитие промышленности и различных производств к середине XVII в. потребовало новых методов анализа и исследования, поскольку пробирный анализ уже не мог удовлетворить потребностей химического и многих других производств. К этому времени к середине XVII в. относят обычно зарождение аналитической химии и формирование самой химии как науки. Определение состава руд, минералов и других веществ вызывало очень большой интерес, и химический анализ становится в это время основным методом исследования в химической науке. Р. Бойль () разработал общие понятия о химическом анализе. Он заложил основы современного качественного анализа «мокрым» путем, т. е. проведением реакций в растворе, привел и систему известные в то время качественные реакции и предложил несколько новых (на аммиак, хлор и др.), применил лакмус для обнаружения кислот и щелочей и сделал другие важные открытия.

М. В. Ломоносов () впервые стал систематически применять весы при изучении химических реакций. В 1756 г. он экспериментально установил один из основных законов природы закон сохранения массы вещества, составивший основу количественного анализа и имеющий огромное значение для всей науки. М. В. Ломоносов разработал многие приемы химического анализа и исследования, не потерявшие значения до наших дней (фильтрование под вакуумом, операции гравиметрического анализа и т. д.). К заслугам М. В. Ломоносова в области аналитической химии относится создание основ газового анализа, применение микроскопа для проведения качественного анализа по форме кристаллов, что в дальнейшем привело к развитию микрокристаллоскопического анализа, конструирование рефрактометра и других приборов. Результаты собственных исследований и опыт химика- исследователя, аналитика и технолога М. В. Ломоносов обобщил в книге «Первые основания металлургии или рудных дел» (1763), оказавшей огромное влияние на развитие аналитической химии и смежных областей, а также металлургии и рудного дела.

Применение точных методов химического анализа позволило определить состав многих природных веществ и продуктов технологической переработки, установить ряд основных законов химии. А. Л. Лавуазье () определил состав воздуха, воды и других веществ и разработал кислородную теорию горения. Опираясь на аналитические данные, Д. Дальтон () развил атомистическую теорию вещества и установил законы постоянства состава и кратных отношений. Ж. Л. Гей-Люссак () и А. Авогадро () сформулировали газовые законы.

М. В. Севергин () предложил колориметрический анализ, основанный на зависимости интенсивности окраски раствора от концентрации вещества, Ж. Л. Гей-Люссак разработал титриметриче-ский метод анализа. Эти методы вместе с гравиметрическим составили основу классической аналитической химии и сохранили свое значение до настоящего времени. Аналитическая химия, обогащаясь новыми методами, продолжала развиваться и совершенствоваться. В конце XVIII в. Т. Е. Ловиц (), развивая идеи М. В. Ломоносова, создал микрокристаллоскопический анализ метод качественного анализа солей по форме их кристаллов.

В конце XVIII и в XIX вв. трудами многих ученых Т. У. Бергмана (), Л. Ж. Тенара (), К. К. Клауса () и др. был создан систематический качественный анализ. В соответствии с разработанной схемой из анализируемого раствора действием групповых реактивов осаждали определенные группы элементов, а затем внутри этих групп проводили открытие отдельных элементов. Эту работу завершил К. Р. Фрезениус (), который написал учебники по качественному и количественному анализу и основал первый журнал по аналитической химии (Zeitschrift fur analytische Chemie, в настоящее время Fresenius Z. anal. Chem.). В это же время И. Я. Берцелиусом () и Ю. Либихом () были усовершенствованы и развиты методы анализа органических соединений на содержание основных элементов С, Н, N и др. Заметно прогрессирует титриметрический анализ появляются методы йодометрии, перманганатометрии и др. Важное открытие делают в гг. Р. В. Бунзен () и Г. Р. Кирхгоф (). Они предлагают спектральный анализ, который становится одним из основных методов аналитической химии, непрерывно развивающимся до настоящего времени.

Огромное влияние на развитие химии и других наук оказало открытие в 1869 г. Д. И. Менделеевым () периодического закона, а «Основы химии» Д. И. Менделеева стали основой и при изучении аналитической химии. Большое значение имело также создание А. М. Бутлеровым теории строения органических соединений. Значительное влияние на формирование аналитической химии и ее преподавание оказала вышедшая в 1871 г. «Аналитическая химия» А. А. Меншуткина (), выдержавшая 16 изданий в нашей стране и переведенная на немецкий и английский языки. В 1868 г. по инициативе Д.И. Менделеева и Н. А. Меншуткина при Петербургском университете было учреждено Русское химическое общество, которое с 1869 г. стало издавать свой журнал. Создание научного химического общества и выпуск журнала благотворно сказались на развитии отечественной химии и аналитической химии в частности.

Специальным разделом химии стал разработанный Н. С. Курнаковым () физико-химической анализ, основанный на изучении диаграмм «состав свойство». Метод физико-химического анализа позволяет устанавливать состав и свойства соединений, образующихся в сложных системах, по зависимости свойства системы от ее состава без выделения индивидуальных соединений в кристаллическом или ином виде.

В 1903 г. М. С. Цвет () предложил хроматографический анализ эффективный способ разделения близких по свойствам соединений, основанный на использовании адсорбционных и некоторых других свойств вещества. В полной мере достоинства этого метода были оценены лишь несколько десятилетий спустя после его открытия. За развитие распределительной хроматографии А. Мартину и Р. Сингу была присуждена Нобелевская премия в 1954 г.

Дальнейшее развитие теории аналитической химии связано с открытием Н. Н. Бекетовым () равновесного характера химических реакций и К. М. Гульдбергом () и II. Вааге () закона действующих масс. С появлением в 1887 г. теории электролитической диссоциации С. Аррениуса () химики-аналитики получили метод эффективного количественного управления химическими реакциями, а успехи химической термодинамики еще больше расширили эти возможности. Существенную роль в развитии научных основ аналитической химии сыграла монография В. Оствальда () «Научные основы аналитической химии в элементарном изложении», вышедшая в 1894 г. Большое значение для развития окислительно- восстановительных методов аналитической химии имели работы Л. В. Писаржевского () и Н. А. Шилова () по электронной теории окислительно- восстановительных процессов.

С 20-х годов XX в. начинают интенсивно развиваться количественный эмиссионный спектральный анализ, абсорбционная спектроскопия. Конструируются приборы с фотоэлектрической регистрацией интенсивности света. В 1925 г. Я. Гейровский () разработал полярографический анализ, за который в 1959 г. ему была присуждена Нобелевская премия. В эти же годы развиваются и совершенствуются хроматографические, радиохимические и многие другие методы анализа. С 1950 г. бурно развивается предложенный Э. Уолшем метод атомно-абсорбционной спектроскопии.

Развитие промышленности и науки потребовало от аналитической химии новых совершенных методов анализа. Возникла необходимость количественных определений примесей на уровне и ниже. Оказалось, например, что содержание так называемых запрещенных примесей (Cd, Pb и др.) в материалах ракетной техники должно быть не выше 10~ 5 %, содержание гафния в цирконии, используемом в качестве конструкционного материала в атомной технике, должно быть меньше 0,01%, а в материалах полупроводниковой техники примеси должны составлять не более 10 %. Известно, что полупроводниковые свойства германия обнаружились только после того, как были получены образцы этого элемента высокой степени чистоты. Цирконий был вначале забракован в качестве конструкционного материала в атомной промышленности на том основании, что сам быстро становился радиоактивным, хотя по теоретическим расчетам этого не должно было быть. Позднее выяснилось, что радиоактивным становился не цирконий, а обычный спутник циркония гафний, находящийся в виде примеси в циркониевых материалах.

Сегодняшний день аналитической химии характеризуется многими изменениями: расширяется арсенал методов анализа, особенно в сторону физических и биологических; автоматизация и математизация анализа; создание приемов и средств локального, неразрушающего, дистанционного, непрерывного анализа; подход к решению задач о формах существования компонентов в анализируемых пробах; появление новых возможностей для повышения чувствительности, точности и экспрессности анализа; дальнейшее расширение круга анализируемых объектов. Широко используют теперь компьютеры, многое делают лазеры, появились лабораторные работы; значительно поднялась роль аналитического контроля, особенно объектов окружающей нас среды. Возрос интерес к методологическим проблемам аналитической химии. Как четко определить предмет этой науки, какое место занимает она в системе научного знания, фундаментальная это наука или прикладная, что стимулирует ее развитие эти и подобные вопросы были предметом многих дискуссий.

Итак, мы видим, что для протекания химической реакции молекулы исходных веществ должны сначала преодолеть активационный барьер Еа. Таким образом, активационный барьер может являться препятствием для самопроизвольного протекания даже очень "выгодных" с энергетической точки зрения экзотермических реакций. Например, если бы не было активационного барьера, реакция горения метана в кислороде начиналась бы сразу после соприкосновения метана с воздухом. В этом случае не только природный газ (в нем 95% метана), но и нефть, бензин, уголь, бумагу, одежду, мебель, деревянные постройки и все, что в принципе может гореть, пришлось бы тщательно изолировать от воздуха. К счастью, на пути самопроизвольного протекания этих экзотермических реакций стоит активационный барьер Еа. Когда мы подносим горящую спичку к открытой конфорке газовой плиты, мы заставляем какую-то часть молекул метана и кислорода "перескочить" активационный барьер, не преодолимый при комнатной температуре. В дальнейшем энергия активации для взаимодействия все новых и новых молекул метана и кислорода черпается уже из тепла самой экзотермической реакции.