Chemical Kinetics & Equilibrium

Kemiske reaktioner sker hele tiden. Udenfor er kemiske reaktioner kraftoverførsel biler, som de rejser ned ad vejen. Indvendigt er kemiske reaktioner vender rå mad i middag. Kemiske reaktioner er, hvad holder hver levende organisme op at køre. To egenskaber af disse reaktioner, deres kinetik og ligevægt, fastlægge i en meget virkelig måde, hvad der sker i verden. Ensembler
et ensemble er en gruppe af identiske partikler.

Et grundlæggende begreb i enhver kemisk reaktion er, at "ensembler", eller grupper. Denne idé tegner sig for den kendsgerning, at de fundamentale spillere i en reaktion - atomer og molekyler - er for små til at blive set, og nogen mærkbar reaktion vil bestå af et stort antal af dem. Enhver observerbare resultat af en kemisk reaktion vil være den gennemsnitlige resultat af, hvad der sker med denne store gruppe eller ensemble, af partikler. Der er ikke noget mystisk ved det "ensemble"-konceptet, og utallige lignende eksempler findes på mere velkendte skalaer. En pose popcorn er et godt eksempel på et ensemble, eller et rum fuld af mennesker.
Kinetics
aktivering energi for en reaktion afgør dens kinetik.

"kinetik" af en kemisk reaktion refererer til, hvor hurtigt det sker. Dropper en syreneutraliserende i vand producerer en "hurtig" reaktion, som kan iagttages ved fizzing og bobler, mens omdannelsen af ​​metal ind rust er en "langsom" reaktion, der normalt tager for lang tid at se. Men igen, en kemisk reaktion er ikke en enkelt enhed, men består af opførslen af ​​et ensemble af partikler. En reaktionshastigheden bestemmes af, hvor lang tid det tager i gennemsnit for disse partikler at gennemgå den forandring, der definerer det pågældende reaktion. Kinetikken af ​​en reaktion er altid bestemt af dens "aktivering energi" den nødvendige energi til et atom eller molekyle at skifte fra sin oprindelige tilstand til sin endelige tilstand. Aktiveringen energien kan visualiseres som en bakke:. Jo højere bakken, jo længere vil det tage (i gennemsnit, naturligvis) for de reaktanter at bestige det og rul ned på den anden side,

Kinetics: Popcorn Analogy
Ikke alle partiklerne i et ensemble reagere på en gang.

popcorn analogi er nyttigt her. Når posen er placeret under "reaktion betingelser" (det vil sige, mikrobølgeovnen tændes), tager det et par minutter for noget til at ske. Så et par kerner pop, så et par mere. Efter omkring to minutter, popping sker for hurtigt til at tælle individuelle POP. Så det sinker, men der er altid nogle kerner, der ikke pop til den bitre ende. Man kan sige, den gennemsnitlige sats for popcorn reaktion er omkring to minutter, men det tager længere tid for reaktionen på "gå til afslutning." Det er nøjagtigt det samme, der sker med syreneutraliserende og rustende metal. Den tid, der kræves for en gennemsnitlig metalatom til rust er meget længere end tiden for en gennemsnitlig syreneutraliserende partikel at henvende sig til bruse, fordi aktivering energi er højere. Samtidig kan nogle enkelte metal atomer ruste hurtigere end nogle enkelte antacida partikler boblevand.
Equilibrium
Equilibrium er bestemt af hvilken stat har den lavere energiforbrug.

Ligevægt refererer til den foretrukne slutmål af en kemisk reaktion. For hver reaktion, er den omvendte reaktion også mulig. Rust kan vende tilbage til skinnende metal - reaktionen findes, det er bare ikke meget sandsynligt. Af de mange millioner rust partikler på overfladen af ​​et hegn, man måske vil de-oxidere at vende tilbage til metal. Det er ikke nok til at mærke, og under alle omstændigheder vil den "fremad" reaktion relativt hurtigt slå det tilbage i rust. Hvis aktiveringen energi er en bakke, der ligevægt bestemt af hvilken side af bakken har en dybere dal, eller lavere energi. I nogle tilfælde, ligesom rustne hegnet og poppet popcorn dalen er meget dybere på den anden side, og dreje rundt for at se på den anden side af bakken (som er aktivering energi til den omvendte reaktion), er det meget højere end det var den anden side. I dette tilfælde hovedsagelig reaktion "går til færdiggørelse" og atomerne tendens til at krydse aktiveringen bakken og bo i dybere dalen. I andre tilfælde er dalene af samme dybde og ligevægt, der er nået involverer atomer på begge sider af reaktionen
Equilibrium:. Room Analogy
begyndelsen og slutningen stater en reaktion kan opfattes som "værelser."

popcorn analogi er mindre nyttigt for en demonstration af ligevægt, da popcorn ikke gør typisk un-pop. I stedet forestille sig et rum med tyve mennesker i det. Temperaturen øges gradvist, indtil det er ubehageligt varm. På forskellige tidspunkter, vil folk komme og gå ind i det næste rum - men det næste rum er ubehageligt koldt. På forskellige tidspunkter, vil nogle mennesker forlader det andet rum og komme tilbage til den første. (Af hensyn til det eksempel, folk begrænset til kun disse to værelser). Til sidst, vil den gruppe af mennesker at nå en ligevægtstilstand med måske ti personer i hvert rum til enhver tid. Sommetider folk vil komme op og ændre værelser, men skifter fra det kolde rum til varme rum er ikke nødvendigvis mere eller mindre gunstige end de "omvendte reaktion" fra den varme plads til den kolde. Et godt eksempel på en reaktion, der kommer til ligevægt er fordampning af vand fra et legeme af vand i luften. Hvis luften er indledningsvis "tør" den fremad reaktion er meget gunstig og en masse vand vil fordampe. Til sidst, dog under forudsætning af minimal bevægelse i luften, vil luften blive mere fugtigt og det vil være mindre gunstig for vand at fordampe i det. Faktisk vil nogle vand vende tilbage til væske og vende tilbage til kroppen af ​​vand. Ligevægt er nået, når et tilsvarende antal vandmolekyler fordamper og kondenserer på ethvert givet tidspunkt.
Equilibrium i biologiske processer
Livet eksisterer væk fra ligevægt. p Det er værd at bemærke mange biologiske reaktioner holdes fra at nå ligevægt ved komplekse processer i kroppen. Denne out-of-ligevægtstilstand tillader kemisk energi, der skal udnyttes til brug af et bankende hjerte, fungerende nyrer og fyring neuroner. I tilfælde af en levende organisme, er at nå ligevægt på mange måder svarende til døden.
Energy
Kinetik og termodynamik studere energi forskellige stater.

Kemiske reaktioner har karakteristiske satser og ligevægt stater. Grundene - for eksempel, hvorfor aktiveringen energi til rust er højere end antacida reaktion, eller hvorfor den energi forskellen mellem start og slut stater ene reaktion er lille, og for en anden er stor - er komplekse og varierer fra reaktion på reaktion, men de altid afhænger af de energiske omkostninger og fordele forbundet med ændringer i partiklernes struktur og miljø. Felterne i kinetik og termodynamik udforske disse spørgsmål i dybden.

.from:https://www.biler.biz/automotive/car-enthusiasts/muscle-cars/93078.html

Previous:
Next:

Muscle Cars