Prezentare pe tema Viteza reacțiilor chimice prezentare pentru o lecție de chimie (clasa a 11-a) pe tema. Viteza reacțiilor chimice. Factori care influențează viteza (prezentarea) Viteza de prezentare a catalizei reacțiilor chimice

Plan: Viteza unei reacții chimice Reacții eterogene și omogene Dependența vitezei de reacție de diverși factori: – Natura substanțelor care reacţionează – Concentrația substanțelor – Zona de contact a substanțelor – Temperatura – Prezența catalizatorilor sau inhibitorilor

Viteza unei reacții este determinată de modificarea cantității de substanță pe unitatea de timp. În unitatea V (pentru omogen) Pe unitatea de suprafață de contact a substanțelor S (pentru eterogene) n este modificarea cantității de substanță (mol); t – interval de timp (s, min) - modificarea concentrației molare;

Sarcina este de a aplica cunoștințele despre „Viteză” reactii chimice» Reacţia chimică are loc în soluţie conform ecuaţiei: A + B = C. Concentraţii iniţiale: substanţa A - 0,80 mol/l, substanţa B - 1,00 mol/l. După 20 de minute, concentrația substanței A a scăzut la 0,74 mol/l. Determinaţi: a) viteza medie de reacţie pentru această perioadă de timp; b) concentraţia substanţei B după 20 de minute.

Autotestare. Dat: C (A) 1 = 0,80 mol/l C (B) 1 = 1,00 mol/l C (A) 2 = 0,74 mol/l = 20 min Aflați. a) omogen =? b) C (B) 2 =? Rezolvare: a) determinarea vitezei medii de reacţie într-o soluţie se realizează după formula: b) determinarea cantităţilor de substanţe care reacţionează: A + B = C Conform ecuaţiei 1 mol 1 mol Conform condiţiei 0,06 mol 0,06 mol Cantităţi de substanţe reacţionate. Prin urmare, C(B) 2 = C(B) 1 - C = 1,00 -0,06 = 0,94 mol/l Răspuns: omogen. = 0,003 mol/l C(B)2 = 0,94 mol/l

Teoria coliziunii. Ideea principală a teoriei: reacțiile apar atunci când particulele de reactivi care au o anumită energie se ciocnesc. Cu cât sunt mai multe particule reactante, cu atât sunt mai aproape unele de altele, cu atât sunt mai multe șanse să se ciocnească și să reacționeze. Numai coliziunile eficiente duc la o reacție, adică. acelea în care „legăturile vechi” sunt distruse sau slăbite și, prin urmare, se pot forma altele „noi”. Pentru a face acest lucru, particulele trebuie să aibă suficientă energie. Excesul minim de energie necesar pentru ciocnirea efectivă a particulelor reactante se numește energia de activare Ea. Mărimea energiei de activare a substanțelor este un factor prin care este afectată influența naturii substanțelor care reacţionează asupra vitezei de reacţie.

Factorul în studiu Substanţe utilizate Concluzie Natura substanţelor care reacţionează HCl ac. acid +Zn +Zn V 1 > V 2 Cu cât substanța care reacționează este mai activă, cu atât mai rapid are loc această reacție. V 2 Cu cât este mai activă substanța care intră în reacție, cu atât mai rapid are loc această reacție."> V 2 Cu cât este mai activă substanța care intră în reacție, cu atât mai rapid are loc această reacție."> V 2 Cu cât este mai activă substanța care intră în reacție, cu atât mai repede are loc această reacție reacție." title=" Factor în studiu Substanțe utilizate concluzie Natura substanțelor care reacţionează HCl acid acetic + Zn + Zn V 1 > V 2 Cu cât este mai activă substanța care reacționează, cu atât mai rapid are loc această reacție ."> title="Factorul în studiu Substanţe utilizate Concluzie Natura substanţelor care reacţionează HCl ac. acid +Zn +Zn V 1 > V 2 Cu cât substanța care reacționează este mai activă, cu atât mai rapid are loc această reacție."> !}

2. Concentrațiile reactanților. Pe baza unei cantități mari de material experimental, în 1867 oamenii de știință norvegieni K. Guldberg și P. Waage și, independent de aceștia, în 1865 savantul rus N.I. Beketov a formulat legea de bază a cineticii chimice, stabilind dependența vitezei de reacție de concentrațiile substanțelor care reacţionează.

Legea acțiunii în masă. Guldberg (). fizician norvegian. P. Waage (). om de știință norvegian. V=k c A a c B b Viteza unei reacţii chimice este proporţională cu produsul concentraţiilor substanţelor care reacţionează, luate în puteri egale cu coeficienţii acestora din ecuaţia reacţiei.

Factorul studiat Substanțe utilizate concluzie Concentrația reactanților HCl 10% HCl 20% +Zn +Zn v 1

Exprimarea matematică a legii acțiunii în masă. Conform legii acțiunii masei, viteza de reacție, a cărei ecuație este A + B = C, poate fi calculată prin formula: v 1 = k 1 C A C B, iar viteza de reacție, a cărei ecuație este A + 2 B = D, se poate calcula prin formula: v 2 = k 2 C A C B. În aceste formule: C A și C B sunt concentrațiile substanțelor A și B (mol/l), k 1 și k 2 sunt coeficienți de proporționalitate, numiți constantele vitezei de reacție. Aceste formule sunt numite și ecuații cinetice.

3. Suprafața de contact a substanțelor care reacţionează. Viteza de reacție crește datorită: -creșterii suprafeței de contact a reactivilor (măcinare); -cresterea reactivitatii particulelor de pe suprafata microcristalelor formate in timpul macinarii; - alimentarea continua cu reactivi si buna indepartare a produselor de pe suprafata unde are loc reactia. Factorul este asociat cu reacții eterogene care apar pe suprafața de contact a substanțelor care reacţionează: gaz - solid, gaz - lichid, lichid - solid, lichid - alt lichid, solid - altul solid, cu condiția ca acestea să fie insolubile unul în celălalt.

V 2 Cu cât aria de contact a substanțelor care reacţionează este mai mare, cu atât este mai mare viteza reacției chimice." title="Factor de studiu Substanțe utilizate concluzie Aria de contact a substanțelor care reacţionează Fe (pulbere) Fe ( butonul) + HCl + HCl V 1 > V 2 Cu cât aria de contact a substanțelor care reacţionează este mai mare, cu atât este mai mare viteza reacției chimice." class="link_thumb"> 23 !} Factorul studiat Substanțe utilizate concluzie Aria de contact a substanțelor care reacţionează Fe (pulbere) Fe (buton) + HCl + HCl V 1 > V 2 Cu cât aria de contact a substanțelor care reacţionează este mai mare, cu atât viteza reacției chimice este mai mare . V 2 Cu cât aria de contact a substanțelor care reacţionează este mai mare, cu atât este mai mare viteza reacției chimice „> V 2 Cu cât aria de contact a substanțelor care reacţionează este mai mare viteza reacției chimice." title="Factor de studiu Substanțe utilizate concluzie Aria de contact a substanțelor care reacţionează Fe (pulbere) Fe (buton) + HCl + HCl V 1 > V 2 Cu cât aria de contact a ​substanțele care reacţionează, viteza mai mare de reacție chimică."> title="Factorul studiat Substanțe utilizate concluzie Aria de contact a substanțelor care reacţionează Fe (pulbere) Fe (buton) + HCl + HCl V 1 > V 2 Cu cât aria de contact a substanțelor care reacţionează este mai mare, cu atât viteza reacției chimice este mai mare ."> !}

4. Temperatura Pentru fiecare creștere de 10° C a temperaturii, numărul total de ciocniri crește cu doar ~ 1,6%, iar viteza de reacție crește de 2-4 ori (cu %). Numărul care arată de câte ori crește viteza de reacție atunci când temperatura crește cu 10°C se numește coeficient de temperatură.

Regula lui Van't Hoff J. Van't Hoff (). chimist olandez. Unul dintre fondatorii chimiei fizice și stereochimiei Pentru fiecare creștere de 10 C a temperaturii, viteza de reacție crește de 2-4 ori.

Factorul studiat Substanțe utilizate concluzie Temperatura Al Al + HCl + HCl +t V 1 > V 2 La încălzire, viteza reacției chimice crește. V 2 Când este încălzită, viteza unei reacții chimice crește."> V 2 Când este încălzită, viteza unei reacții chimice crește."> V 2 Când este încălzită, viteza unei reacții chimice crește." title="(!LANG : Factor în studiu Substanţe utilizate concluzie Temperatura Al Al + HCl + HCl +t V 1 > V 2 La încălzire, viteza reacţiei chimice creşte."> title="Factorul studiat Substanțe utilizate concluzie Temperatura Al Al + HCl + HCl +t V 1 > V 2 La încălzire, viteza reacției chimice crește."> !}

5. Acțiunea unui catalizator Este posibilă modificarea vitezei unei reacții prin utilizarea unor substanțe speciale care modifică mecanismul de reacție și o direcționează pe o cale energetic mai favorabilă, cu o energie de activare mai mică. Catalizatorii sunt substanțe care participă la o reacție chimică și cresc viteza acesteia, dar la sfârșitul reacției rămân neschimbate calitativ și cantitativ. Inhibitorii sunt substanțe care încetinesc reacțiile chimice. Modificarea vitezei unei reacții chimice sau a direcției acesteia folosind un catalizator se numește cataliză.

Există două tipuri de cataliză: Cataliza omogenă, în care atât catalizatorul, cât și reactanții sunt în aceeași stare de agregare (fază). – De exemplu, reacțiile catalitice enzimatice în celulele corpului au loc într-o soluție apoasă. Cataliza eterogenă, în care catalizatorul și reactanții sunt în faze diferite. – De exemplu, descompunerea peroxidului de hidrogen în prezența unui catalizator solid de oxid de mangan(IV): MnO 2 (t) 2H 2 O 2 (l) 2H 2 O (l) + O 2 (g)

V 2 Catalizatorii sunt substanțe care accelerează viteza unei reacții chimice. Inhibitori - reduc viteza de reacție." title=" Factorul în studiu Substanțe utilizate concluzie Prezența anumitor substanțe H 2 O 2 H 2 O 2 + MnO 2 V 1 > V 2 Catalizatori - substanțe care accelerează viteza unui reacție chimică. Inhibitori - reduc viteza de reacție." class="link_thumb"> 31 !} Factorul studiat Substanţe folosite Concluzie Prezenţa anumitor substanţe H 2 O 2 H 2 O 2 + MnO 2 V 1 > V 2 Catalizatorii sunt substanţe care accelerează viteza unei reacţii chimice. Inhibitori – reduc viteza de reacție. V 2 Catalizatorii sunt substanțe care accelerează viteza unei reacții chimice. Inhibitori - reduc viteza unei reacţii."> V 2 Catalizatori - substanţe care accelerează viteza unei reacţii chimice. Inhibitorii - reduc viteza unei reacţii."> V 2 Catalizatori - substanţe care accelerează viteza unei reacţii chimice. Inhibitori - reduc viteza de reacție." title=" Factorul în studiu Substanțe utilizate concluzie Prezența anumitor substanțe H 2 O 2 H 2 O 2 + MnO 2 V 1 > V 2 Catalizatori - substanțe care accelerează viteza unui reacție chimică. Inhibitori - reduc viteza de reacție."> title="Factorul studiat Substanţe folosite Concluzie Prezenţa anumitor substanţe H 2 O 2 H 2 O 2 + MnO 2 V 1 > V 2 Catalizatorii sunt substanţe care accelerează viteza unei reacţii chimice. Inhibitori – reduc viteza de reacție."> !}

Slide 1

Slide 2

CLASIFICAREA REACȚILOR CHIMICE DUPĂ FAZĂ (STARE AGREGATĂ) REACȚII CHIMICE OMOLOGICE HETEROGENE (substanțele de reacție și produșii de reacție sunt în aceeași fază) 2SO2(g) + O2(g)=2SO3(g) HCl(l)+NaOH(l) =NaCl (l) + H2O Caracteristică: apar pe întregul volum al amestecului de reacție (reactivii și produșii de reacție sunt în faze diferite) S(solid)+O2(g)=SO2(g) Zn(solid)+2HCl (l)=ZnCl2(g)+H2(g) Caracteristică: apar la interfață

Slide 3

RATE DE REACȚII Viteza de reacție omogenă Viteza de reacție eterogenă A (g) + B (g) = C (g) ∆V = V2-V1 ∆ t = t2-t1 V (hom) = ∆V /(∆ t * V ) C = V / V (mol/l) V (gom) = ± ∆С/ ∆ t (mol/l*s) V (het) = ± ∆V /(S*∆ t) (mol/m^2 *s)

Slide 4

Factori care influențează viteza unei reacții chimice Concentrație A+B=C+D V=k[A]*[B] Natura reactanților Aria suprafeței de contact temperatură catalizator

Slide 5

Problema 1 La un moment dat, concentrația de clor în vasul în care are loc reacția H2+Cl2=2HCl a fost egală cu 0,06 mol/l. După 5 sec. Concentrația de clor a fost de 0,02 mol/l. Care este viteza medie a acestei reacții în perioada de timp specificată? Având în vedere C1(Cl2)=0,06 mol/l C2(Cl2)=0,02 mol/l ∆ t = 5 sec V=? Soluție H2+Cl2=2HCl V= -(C2 – C1)/ ∆ t = (0,02-0,06)/5 = = 0,008 (mol/l*s) Răspuns: V = 0,008 (mol/l*s)

Slide 6

Problema 2 Cum se va schimba viteza reacției FeCl3+3KCNS=Fe(CNS)3+3KCl într-o soluție apoasă când amestecul de reacție este diluat la jumătate cu apă?< 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

Slide 7

Problema 3 Cum se va schimba viteza de reacție atunci când temperatura crește de la 55 la 100 °C, dacă coeficientul de temperatură al vitezei acestei reacții este 2,5? Având în vedere γ =2,5 t1= 55 ' t2 = 100 ' Vt2/Vt1=? Soluție = 2,5*((100-55)/10) = =25^4,5 = (5/2)^9/9= 43,7 Răspuns: viteza de reacție crește de 43,7 ori

Slide 8

Problema 4 Când temperatura crește cu 30°C, viteza unei reacții crește de 64 de ori. Care este coeficientul de temperatură al vitezei acestei reacții? Având în vedere Vt2/Vt1=64 t2 = 30 ’ γ =? Soluție = γ^3 64 = γ^3 γ = 4 Răspuns: Coeficientul de temperatură al vitezei de reacție este 4.

Slide 9

Test: consolidarea cunoștințelor 1. Pentru a reduce viteza de reacție este necesar: a) creșterea concentrației de reactanți b) introducerea unui catalizator în sistem c) creșterea temperaturii d) scăderea temperaturii 2. Reacția se desfășoară la viteza cea mai mare: a) neutralizarea b) arderea sulfului în aer în ) dizolvarea magneziului în acid d) reducerea oxidului de cupru cu hidrogen 3. Precizați o reacție omogenă. a) CaO+H2O=Ca(OH)2 b) S+O2=SO2 c) 2CO+O2=2CO2 d) MgCO3 MgO+CO2 4. Indicați reacția eterogenă. a) 2CO+O2=2CO2 b) H2+Cl2=2HCl c) 2SO2+O2=2SO2 (cat V2O5) d) N2O+H2=N2+H2O 5. Marcați care reacție este atât omogenă, cât și catalitică. a) 2SO2+O2=2SO3 (NO2 cat) b) CaO+CO2=CaCO3 c) H2+Cl2=2HCl d) N2+3H2=2NH3 (Fe cat)

Slide 10

Test: consolidarea cunoștințelor 6. Indicați cum se va schimba viteza reacției gazului bimolecular 2NO2=N2O4 când concentrația de NO2 crește de trei ori. a) va crește de 3 ori b) va scădea de 6 ori c) va crește de 9 ori d) va crește de 6 ori 7. Indicați la ce proces expresia legii acțiunii masei pentru viteza unei reacții chimice V =k^x corespunde. a) S+O2=SO2 b) 2H2+O2=2H2O c) 2CO+O2=2CO2 d) N2+O2=2NO 8. Rețineți că viteza procesului nu se va modifica dacă presiunea din vasul de reacție este crescută (t neschimbat). a) 2NO+O2=2NO2 b) H2+Cl2=2HCl c) CaO+H2O=Ca(OH)2 d) N2O4=2NO2 9. Calculați care este coeficientul de temperatură al vitezei de reacție, dacă atunci când temperatura scade cu 40 „C este viteza a scăzut de 81 de ori.

A folosi previzualizare prezentări creați-vă un cont ( cont) Google și conectați-vă: https://accounts.google.com

Subtitrările diapozitivelor:

Viteza reacțiilor chimice Cinetica chimică studiază viteza și mecanismele reacțiilor chimice

Sisteme omogene și eterogene Sisteme eterogene Faza este totalitatea tuturor părților omogene ale sistemului, identice ca compoziție și în toate aspectele fizice și proprietăți chimiceși delimitat de alte părți ale sistemului printr-o interfață. Sistemele omogene constau dintr-o singură fază

Viteza reacțiilor chimice (pentru sisteme omogene) A + B = D + G C 0 = 0,5 mol/l C 1 = 5 mol/l  t = 10 s

Viteza reacțiilor chimice (pentru sisteme omogene) A + B = D + G C 0 = 2 mol/l C 1 = 0,5 mol/l  t = 10 s (pentru sisteme eterogene)

Factori de care depinde viteza de reacție Natura reactanților Concentrația substanțelor în sistem Aria suprafeței (pentru sisteme eterogene) Temperatura Disponibilitatea catalizatorilor Experiență: influența concentrației Experiență: metale alcaline Rubidiul și cesiul reacţionează cu apa

Efectul temperaturii regula lui Van't Hoff Când sistemul este încălzit cu 10 ˚C, viteza de reacție crește de 2-4 ori - coeficientul de temperatură Van't Hoff Jacob Van't Hoff (1852-1911)

Cataliza Jens Jakob Berzelius a introdus termenul „cataliza” în 1835. Un catalizator este o substanță care modifică viteza unei reacții, participă la etapele intermediare ale reacției, dar nu face parte din produșii reacției. 2SO 2 (g.) + O 2 (g.) 2SO 3 (g.) 2) SO 2 (g.) + NO 2 (g.)  SO 3 (g.) + NO (g.) 1) 2 NO (g) + O 2 (g)  2NO 2 (g) Wilhelm Ostwald 1909 – Premiul Nobel „în recunoaștere a muncii privind cataliză”

Mecanismul de descompunere a peroxidului de hidrogen 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 Urmărește experimentul „Descompunerea peroxidului de hidrogen” Accesați subiectul „cataliza”

Descompunerea H 2 O 2 în prezența 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 + = H2O. . . . . . Comparați cu un mecanism fără catalizator

17 cămile albe Kai Linderström-Lang (1896-1959) Parabola catalizei + 1 cămilă neagră 1/2 1/3 1/9 18 9 6 2 17 + 1 cămilă neagră

Terminologie Cataliza, catalizator Inhibitor Promotori Otrăvuri catalitice Cataliză omogenă și eterogenă Enzime

Caracteristici ale catalizei enzimatice Selectivitate și specificitate ridicată a catalizatorului Cerințe stricte pentru condițiile de reacție Clasificarea enzimelor Oxireductaze Transferaze Hidrolaze Liazele Izomeraze Ligaze (sintetaze)

Acum la întrebările Unified State Exam!

A20-2008-1 Viteza reacției chimice dintre o soluție de acid sulfuric și fier nu este afectată de 1) concentrația de acid 2) măcinarea fierului 3) temperatura de reacție 4) creșterea presiunii

A20-2008-2 Pentru a crește viteza reacției chimice Mg (solid) + 2 H + = Mg 2+ + H 2 (g), este necesar să 1) adăugați câteva bucăți de magneziu 2) creșteți concentrația de ioni de hidrogen 3) reduc temperatura 4) cresc concentrația ionilor de magneziu

A20-2008-3 Cu cea mai mare viteză la conditii normale are loc reacția 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 Pentru a crește viteza de reacție 2CO + O 2 = 2CO 2 + Q este necesar să 1) creșterea concentrației de CO 2) reducerea concentrației de O 2 3) scăderea presiunii 4) scăderea temperaturii

A20-2008- 5 Pentru a crește viteza de reacție Zn (solid) + 2 H + = Zn 2+ + H 2 (g) este necesar să 1) reduceți concentrația ionilor de zinc 2) creșteți concentrația ionilor de hidrogen 3) reduce temperatura 4) crește concentrația ionilor de zinc

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) Cu cea mai mare viteză la în condiții normale are loc reacția

bugetul de stat instituție de învățământînvățământ profesional superior „Universitatea Medicală de Stat Kazan” a Ministerului Sănătății Federația Rusă COLEGIUL MEDICO-FARMACEUTIC Istoria dezvoltării chimiei analitice Completat de: Davletshina Gulnaz R grup

Chimia analitică este știința metodelor de determinare a compoziției chimice a unei substanțe și a structurii acesteia. Cu toate acestea, această definiție a CS pare a fi exhaustivă. Subiectul chimiei analitice este dezvoltarea metodelor analitice și a acestora implementare practică, precum și un studiu amplu al fundamentelor teoretice ale metodelor analitice. Aceasta include studiul formelor de existență a elementelor și a compușilor acestora în diverse medii și stări de agregare, determinarea compoziției și stabilității compușilor de coordonare, a caracteristicilor optice, electrochimice și a altor caracteristici ale materiei, studiul vitezei reacțiilor chimice, determinarea a caracteristicilor metrologice ale metodelor etc. Un rol semnificativ este acordat căutării unor metode fundamental noi de analiză și utilizării realizărilor moderne ale științei și tehnologiei în scopuri analitice.

În funcție de sarcina la îndemână, de proprietățile substanței analizate și de alte condiții, compoziția substanțelor este exprimată diferit. Compoziția chimică o substanță poate fi caracterizată prin fracția de masă (%) a elementelor sau a oxizilor acestora sau a altor compuși, precum și prin conținutul de compuși sau faze chimice individuale, izotopi etc., prezenți efectiv în probă fracție de masă(%) componente de ciment; compoziția rocilor, minereurilor, mineralelor etc., conținutul elementelor în ceea ce privește oricare dintre compușii acestora, cel mai adesea oxizi.

Baza teoretică Chimia analitică constă din legile fundamentale ale științelor naturale, cum ar fi legea periodică a lui D.I Mendeleev, legile conservării masei materiei și energiei, constanța compoziției materiei, masele efective etc. Chimia analitică este strâns legată de fizică, chimie anorganică, organică, fizică și coloidală, electrochimie, termodinamică chimică, teoria soluțiilor, metrologia, teoria informației și multe alte științe.

Chimia analitică are o importanță științifică și practică importantă. Aproape toate legile chimice de bază au fost descoperite folosind metodele acestei științe. Compus diverse materiale, produse, minereuri, minerale, sol lunar, planete îndepărtate și alte corpuri cerești, stabilite prin metode de chimie analitică, descoperirea unui număr de elemente tabel periodic s-a dovedit a fi posibil datorită utilizării unor metode precise de chimie analitică. Importanța chimiei analitice

Multe tehnici practice de chimie analitică și tehnici analitice erau cunoscute în antichitate. Aceasta este, în primul rând, arta testului, sau analiza testului, care a fost efectuată „uscat”, adică fără dizolvarea probei și utilizarea soluțiilor. Pentru controlul purității metalelor nobile și determinarea conținutului acestora în minereuri, aliaje etc. s-au folosit metode de analiză de testare. Tehnica de realizare a analizei de testare a fost reprodusă în condiții de laborator procesul de productie primind metale pretioase. Aceste metode de analiză au fost folosite în Egiptul Antic și Grecia și au fost cunoscute și în Rusia Kievană. Semnificația practică a reacțiilor în soluție era mică la acel moment. Etape principale în dezvoltarea chimiei analitice

Dezvoltarea industriei și a diverselor industrii până la mijlocul secolului al XVII-lea. a necesitat noi metode de analiză și cercetare, deoarece analiza analizelor nu mai putea satisface nevoile chimice și ale multor alte industrii. În acest moment, pe la mijlocul secolului al XVII-lea. se referă de obicei la originea chimiei analitice și la formarea chimiei în sine ca știință. Determinarea compoziției minereurilor, mineralelor și a altor substanțe a trezit un mare interes, iar analiza chimică a devenit în acest moment principala metodă de cercetare în știința chimică. R. Boyle () a dezvoltat concepte generale despre analiza chimică. El a pus bazele analizei calitative moderne folosind metoda „umedă”, adică efectuarea reacțiilor în soluție, a introdus un sistem de reacții calitative cunoscut la acea vreme și a propus câteva noi (pentru amoniac, clor etc.), a folosit turnesol. pentru a detecta acizi și alcaline și a făcut alte descoperiri importante.

M.V Lomonosov () a fost primul care a folosit în mod sistematic soldurile în studiul reacțiilor chimice. În 1756, el a stabilit experimental una dintre legile de bază ale naturii, legea conservării masei materiei, care a stat la baza analizei cantitative și este de mare importanță pentru toată știința. M.V Lomonosov a dezvoltat multe metode de analiză și cercetare chimică care nu și-au pierdut semnificația până în prezent (filtrare în vid, operații de analiză gravimetrică etc.). Realizările lui M.V Lomonosov în domeniul chimiei analitice includ crearea bazelor analizei gazelor, utilizarea unui microscop pentru a efectua analize calitative a formei cristalelor, care a condus ulterior la dezvoltarea analizei microcristaloscopiei și proiectarea unui refractometru. și alte instrumente. Rezultatele propriilor sale cercetări și experiența unui chimist-cercetător, analist și tehnolog M.V Lomonosov rezumate în cartea „Primele fundații ale metalurgiei sau mineritului” (1763), care a avut o influență imensă asupra dezvoltării chimiei analitice și conexe. câmpuri, precum și metalurgie și minerit.

Utilizarea unor metode precise de analiză chimică a făcut posibilă determinarea compoziției multor substanțe naturale și a produselor de prelucrare tehnologică și stabilirea unui număr de legi de bază ale chimiei. A.L. Lavoisier () a determinat compoziția aerului, a apei și a altor substanțe și a dezvoltat teoria combustiei a oxigenului. Pe baza datelor analitice, D. Dalton () a dezvoltat teoria atomică a materiei și a stabilit legile constanței compoziției și raporturilor multiple. J. L. Gay-Lussac () și A. Avogadro () au formulat legile gazelor.

M. V. Severgin () a propus o analiză colorimetrică bazată pe dependența intensității culorii soluției de concentrația substanței, J. L. Gay-Lussac a dezvoltat o metodă de analiză titrimetrică. Aceste metode, împreună cu metodele gravimetrice, au stat la baza chimiei analitice clasice și și-au păstrat importanța până în prezent. Chimia analitică, îmbogățită cu noi metode, a continuat să se dezvolte și să se îmbunătățească. La sfârşitul secolului al XVIII-lea. T. E. Lovitz (), dezvoltând ideile lui M. V. Lomonosov, a creat analiza microcristalscopică - o metodă de analiză calitativă a sărurilor pe baza formei cristalelor lor.

La sfârşitul secolelor al XVIII-lea şi al XIX-lea. prin lucrările multor oameni de știință T. W. Bergman (), L. Z. Tenard (), K. K. Klaus () și alții, a fost creată o analiză calitativă sistematică. În conformitate cu schema elaborată, anumite grupuri de elemente au fost precipitate din soluția analizată prin acțiunea reactivilor de grup, iar apoi au fost descoperite elemente individuale în cadrul acestor grupuri. Această lucrare a fost finalizată de K. R. Fresenius (), care a scris manuale de analiză calitativă și cantitativă și a fondat prima revistă de chimie analitică (Zeitschrift fur analytische Chemie, în prezent Fresenius Z. anal. Chem.). În același timp, I. Ya Berzelius () și J. Liebig () au îmbunătățit și dezvoltat metode de analiză a compușilor organici pentru conținutul principalelor elemente C, H, N etc. Metodele de iodometrie progresează în mod semnificativ , permanganatometria etc. se face descoperirea R. W. Bunsen () și G. R. Kirchhoff (). Ei oferă analiza spectrală, care devine una dintre principalele metode ale chimiei analitice, în continuă dezvoltare până în zilele noastre.

Descoperirea legii periodice în 1869 de către D. I. Mendeleev () a avut un impact imens asupra dezvoltării chimiei și a altor științe, iar „Fundamentals of Chemistry” a lui D. I. Mendeleev a devenit baza studiului chimiei analitice. Crearea de către A. M. Butlerov a teoriei structurii compușilor organici a fost, de asemenea, de mare importanță. O influență semnificativă asupra formării chimiei analitice și a predării acesteia a exercitat-o ​​„Chimia analitică” a lui A. A. Menshutkin, publicată în 1871, care a trecut prin 16 ediții în țara noastră și a fost tradusă în germană și limbi engleze. În 1868, la inițiativa lui D.I. Mendeleev și N.A. Menshutkin, Societatea Rusă de Chimie a fost înființată la Universitatea din Sankt Petersburg, care a început să-și publice propriul jurnal în 1869. Crearea unei societăți chimice științifice și publicarea revistei au avut un efect benefic asupra dezvoltării chimiei interne și în special a chimiei analitice.

O ramură specială a chimiei a fost dezvoltată de analiza fizico-chimică N. S. Kurnakov (), bazată pe studiul diagramelor „compoziție-proprietate”. Metoda de analiză fizico-chimică permite determinarea compoziției și proprietăților compușilor formați în sisteme complexe pe baza dependenței proprietăților sistemului de compoziția sa, fără a izola compuși individuali în forme cristaline sau alte forme.

În 1903, M. S. Tsvet () a propus analiza cromatografică mod eficient separarea compușilor cu proprietăți similare, pe baza utilizării adsorbției și a altor proprietăți ale substanței. Toate meritele acestei metode au fost apreciate doar la câteva decenii după descoperirea ei. Pentru dezvoltarea cromatografiei de partiție, A. Martin și R. Singh au primit Premiul Nobel în 1954.

Dezvoltarea ulterioară a teoriei chimiei analitice este asociată cu descoperirea de către N. N. Beketov () a naturii de echilibru a reacțiilor chimice și K. M. Guldberg () și II. Waage () legea acțiunii în masă. Odată cu apariția teoriei disociației electrolitice a lui S. Arrhenius în 1887, chimiștii analitici au primit o metodă de control cantitativ eficient al reacțiilor chimice, iar progresele termodinamicii chimice au extins și mai mult aceste posibilități. Un rol semnificativ în dezvoltarea fundamentelor științifice ale chimiei analitice l-a jucat monografia lui W. Ostwald () „Fundarii științifice ale chimiei analitice într-o prezentare elementară”, publicată în 1894. De mare importanță pentru dezvoltarea redox metodele de chimie analitică au avut lucrările lui L. V. Pisarzhevsky () și N. A. Shilov () asupra teoria electronilor procese redox.

Din anii 20 ai secolului XX. Analiza spectrală a emisiilor cantitative și spectroscopia de absorbție încep să se dezvolte intens. Sunt proiectate dispozitive cu înregistrare fotoelectrică a intensității luminii. În 1925, J. Heyrovsky () a dezvoltat analiza polarografică, pentru care a fost distins cu Premiul Nobel în 1959. În aceiași ani, au fost dezvoltate și îmbunătățite metode cromatografice, radiochimice și multe alte metode de analiză. Din 1950, metoda de spectroscopie de absorbție atomică propusă de E. Walsh s-a dezvoltat rapid.

Dezvoltarea industriei și a științei a necesitat noi metode avansate de analiză din chimia analitică. Era nevoie de determinări cantitative ale impurităților la și sub niveluri. S-a dovedit, de exemplu, că conținutul de așa-numite impurități interzise (Cd, Pb etc.) în materiale tehnologie rachetă nu ar trebui să fie mai mare de 10 ~ 5%, conținutul de hafniu din zirconiu utilizat ca material structural în tehnologia nucleară ar trebui să fie mai mic de 0,01%, iar în materialele tehnologice semiconductoare, impuritățile nu trebuie să depășească 10%. Se știe că proprietățile semiconductoare ale germaniului au fost descoperite numai după ce au fost obținute probe din acest element de puritate ridicată. Zirconiul a fost inițial respins ca material structural în industria nucleară pe motiv că el însuși a devenit rapid radioactiv, deși conform calculelor teoretice acest lucru nu ar fi trebuit să se întâmple. Mai târziu s-a dovedit că nu zirconiul a devenit radioactiv, ci satelitul obișnuit al zirconiului, hafniul, care se găsește ca impuritate în materialele cu zirconiu.

Chimia analitică de astăzi se caracterizează prin multe schimbări: arsenalul de metode analitice se extinde, în special către cele fizice și biologice; automatizarea și matematizarea analizei; crearea de tehnici și mijloace de analiză locală, nedistructivă, la distanță, continuă; o abordare a rezolvării problemelor despre formele de existență a componentelor în probele analizate; apariția de noi oportunități de creștere a sensibilității, acurateței și vitezei de analiză; extinderea în continuare a gamei de obiecte analizate. Calculatoarele sunt acum utilizate pe scară largă, laserele fac o mulțime de lucruri, au apărut lucrări de laborator; Rolul controlului analitic, în special al obiectelor din mediul nostru, a crescut semnificativ. Interesul pentru problemele metodologice ale chimiei analitice a crescut. Cum să definești clar subiectul acestei științe, ce loc ocupă ea în sistemul cunoașterii științifice, dacă este știință fundamentală sau aplicată, ce stimulează dezvoltarea ei, aceste întrebări și altele similare au făcut obiectul a numeroase discuții.

Deci, vedem că pentru a avea loc o reacție chimică, molecule materii prime trebuie mai întâi să depășească bariera de activare Ea. Astfel, bariera de activare poate fi un obstacol în calea apariției spontane chiar și a unor reacții exoterme foarte „favorabile” din punct de vedere energetic. De exemplu, dacă nu ar exista o barieră de activare, reacția de ardere a metanului în oxigen ar începe imediat după ce metanul a intrat în contact cu aerul. În acest caz, nu numai gazele naturale (conține 95% metan), ci și petrolul, benzina, cărbunele, hârtia, îmbrăcămintea, mobila, clădirile din lemn și tot ce, în principiu, ar putea arde, ar trebui izolate cu grijă de aer. Din fericire, bariera de activare Ea sta în calea apariției spontane a acestor reacții exoterme. Când aducem un chibrit aprins pe un arzător deschis al unei sobe cu gaz, forțăm o parte din moleculele de metan și oxigen să „sare peste” bariera de activare, care nu poate fi depășită la temperatura camerei. Ulterior, energia de activare pentru interacțiunea dintre tot mai multe molecule de metan și oxigen este extrasă din căldura reacției exoterme în sine.