Warunki zajścia reakcji

Forum chemiczne dotyczące wszystkich związków chemicznych, w których nie występuje wiązanie węgiel-wodór
kamilahj
Posty: 7
Rejestracja: 3 maja 2018, o 15:05

Warunki zajścia reakcji

Post autor: kamilahj » 16 maja 2018, o 17:51

Witam, bardzo proszę o pomoc w wytłumaczeniu warunków zajścia reakcji chemicznej.
Wiem, że musi powstać osad lub gaz, który opuszcza środowisko reakcji ale nie rozumiem, czy to się odnosi do każdego typu reakcji czy tylko np sól z kwasem i czy jest to jedyny warunek, czy jeden z wielu.
Znam również zasadę, że kwas mocniejszy wypiera kwas słabszy z jego soli, kwas mniej lotny wypiera kwas bardziej lotny z jego soli, ale gubię się gdy w reakcji bierze udział kwas słaby i sól kwasu słabego lub kwas mocny i sól kwasu mocnego.
Wiem również, że metal aktywniejszy wypiera metal mniej aktywny z jego soli ale czy to dotyczy tylko reakcji po prostu metali z solami, czy w reakcji soli z solami jest tak samo? I czy te same zasady dotyczą się reakcji soli z solami?
Bardzo proszę o pomoc i w góry dziękuję ;)

adamantan
Moderator
Posty: 1478
Rejestracja: 2 wrz 2009, o 13:00
Lokalizacja: Poznań

Re: Warunki zajścia reakcji

Post autor: adamantan » 24 maja 2018, o 11:21

Ogólne warunki zajścia dowolnej reakcji można podzielić na "dwa typy":

- warunek termodynamiczny, a więc czy wg różnych danych termodynamicznych dana reakcja ma prawo zajść samorzutnie. Ten warunek odpowiada na pytanie TAK może zajść, lub NIE, nie może zajść. Jeśli odpowiedź brzmi NIE, temat się kończy i nie ma czego rozważać dalej. Jeśli odpowiedź brzmi: TAK, można przejść do sprawdzania drugiego warunku

- warunek kinetyczny, a więc czy podana reakcja (wiadomo, że zajdzie) będzie zachodziła na tyle szybko, aby praktyczną ilość produktu otrzymać w rozsądnym czasie (minut, godzin, dni) ?
W zależności od ustalonego subiektywnie, możliwego czasu oczekiwania, jeden powie, że reakcja A + B --> C praktycznie "nie zachodzi", bo na otrzymanie powiedzmy 1 mg (wartość subiektywna) trzeba by było czekać rok. Jeśli zaś subiektywnie w tej reakcji otrzymamy już 1 mg (wartość subiektywna) w ciągu 5 sekund to taki chemik powie, że ta "reakcja zachodzi".

I teraz gdy warunek termodynamiczny jest spełniony i reakcja w miarę szybko zachodzi (szybko osiąga stan równowagi) to inny chemik, ze względu na otrzymywaną wydajność np. 0,01% w stanie równowagi powie, że ta reakcja praktycznie nie zachodzi (mimo, że zachodzi).
W takiej sytuacji w wielu przypadkach można zwiększyć wydajność otrzymywania produktu/ów działając różnymi czynnikami (reguła przekory). Można więc do tego celu wykorzystać otwarty układ, aby gaz opuszczał go i przesuwał położenie stanu równowagi cały czas w prawą stronę, aż do wyczerpania jednego z substratów i otrzymania produktów z wydajnością do 100%. Kolejny sposób to "usunięcie" produktu z układu, przez jego wytrącenie z fazy ciekłej roztworu. Następne to dodanie do układu zawierającego sól słabego kwasu dużej ilości jonów H+ (z mocnego kwasu) i cofnięcie jego dysocjacji, co kolokwialnie nazywamy "wypieraniem słabego kwasu z jego soli przez mocny kwas".
Przedstawione tutaj szczątkowe działania termodynamiczne są uniwersalne dla wszystkich reakcji (o ile dany czynnik jest w stanie coś zdziałać).

Gdy warunek termodynamiczny jest spełniony, a reakcja biegnie wolno (wolno ustala się stan równowagi), wtedy możemy przyspieszyć osiągnięcie stanu równowagi przez dodatek katalizatora, zwiększenie stężeń substratów, podgrzanie układu itp. (o ile dany czynnik nie zaszkodzi "wydajności") .

Osobny wątek (który nie jest tematem Twojego postu) to kontrola termodynamiczna lub kinetyczna, gdy mogą powstawać dwa różne izomery.

W przedstawionych przez Ciebie reakcjach biegnących w roztworach wodnych lub pomiędzy metalem, stałą solą i stężonymi kwasami, reakcje te biegną z kinetycznego punktu widzenia szybko i tego czynnika nie trzeba tutaj rozważać.

Jedynym elementem do rozważań to czynnik termodynamiczny, a więc różne prawa zebrane w reguły typu:

"Metal aktywny wypiera z roztworu wodnego soli metal mniej aktywny".

Tutaj trzeba zwrócić uwagę, czy w danym przypadku tę regułkę trzeba zastosować, np.:
Wiem również, że metal aktywniejszy wypiera metal mniej aktywny z jego soli ale czy to dotyczy tylko reakcji po prostu metali z solami, czy w reakcji soli z solami jest tak samo?
Metale z dwóch różnych soli (gdy mieszamy ich wodne roztwory) nie mogą siebie wyprzeć, bo to nie ten schemat, nie ta reguła:

Reguła:
"Metal aktywny wypiera z roztworu wodnego soli metal mniej aktywny".

dotyczy schematu:

Metal_1 + Sól_Metal_2 --> Metal_2 + Sól_Metal_1

(pod warunkiem, że Metal_1 jest bardziej aktywny niż Metal_2 oraz oba metale nie reagują z wodą bo wtedy będzie konkurencyjna reakcja z wodą)

a Ty pytasz o:

Sól_Metal_1 + Sól_Metal_2 --> zupełnie inny schemat

Z kolei jeśli pisząc to zdanie myślałaś o regule:

"Bardziej aktywna sól wypiera mniej aktywną", to nie ma takiej reguły, bo nie ma ogólnego pojęcia bardziej/mniej aktywna sól.

Podstawowe reguły określające kiedy roztwory wodne dwóch soli reagują ze sobą to np.:

- gdy w wyniku podwójnej wymiany może powstać trudno rozpuszczalny związek
- gdy pomiędzy solami zachodzi reakcja redoks
- gdy sole tworzą kompleks
itp.

Najlepiej będzie, jak systematycznie wypiszesz sobie wszystkie szkolne reguły w formie schematów do poszczególnych typów reakcji z przykładami, np.:

1.) Kwas + Sól

Schemat:
Kwas_1 + Sól_kwasu_2 --> Kwas_2 + Sól_kwasu_1

Warunki:

Reakcja może zachodzić, gdy:

- wytrąca się osad
Przykłady:
AgNO3 + HCl --> AgCl (osad) + HNO3
lub
Na2SiO3 + 2HCl --> H2SiO3 (osad) + 2NaCl

- i tak dalej
-
-

...

n.)
doktor nauk chemicznych => Piszę uczniom odwołania od wyniku maturalnego z chemii. Info na priv.

ODPOWIEDZ
  • Podobne tematy
    Odpowiedzi
    Odsłony
    Ostatni post

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 2 gości