IMG-20170410-WA0023

Химия 10 сынып

Сабақтың тақырыбы: Химиялық тепе-теңдік.

Сабақтың мақсаты:

Білімділік: «Химиялық тепе-теңдік» химиялық тепе-теңдіктің ығысуына әсер ететін факторлар, туралы алған білімдерін ары қарай жетілдіре отырып, білімді қалыптастыру;

Дамытушылық: химиялық тепе-теңдіктің ығысуын анықтай білу,түсіндіру, есте сақтау,көңіл аудару қабілеттерін дамыту;

Тәрбиелілік: сабақ уақытын бағалауға үйрету,еңбекқорлыққа және пәнге қызығушылығын арттыру.

Құралдар мен реактивтер: интерактивті тақта, Д.И.Менделеев периодтық кестесі.

Өткізу әдісі: жаңа сабақ.

Сабақтың  жүру барысы:

I.Ұйымдастыру бөлімі.

а)оқушылардың сабаққа қатысын тексеру.

б)оқу құралдарын тексеру.

ІІ. Үйге берілген тапсырманы тексеру.

·        Катализ(өршіткі), катализдің түрлері

·        Тежегіштер дегеніміз не?

·        Катализдік реакциялар

·        Ферментер дегеніміз не? Қысқаша сипаттама беріңіздер.

ІІІ. Жаңа сабақты түсіндіру.

 

Нәтижесінде бастапқы заттар (реагенттер)толығымен реакция өнімдеріне айналатын химиялық реакцияларды қайтымсыз реакциялар деп атайды.Бір мезгілде қарама-қарсы бағытта (тура және кері ) жүретін реакцияларды қайтымды реакциялар деп  атайды.

Кез келген қайтымды реакция үшін бастапқы сәтте әрекеттесуші массалар заңына сәйкес тура реакцияның жылдамдығы максимал мәнді,ал кері реакцияның жылдамдығы нөлге тең.Уақыт өте келе бастапқы заттардың концентрациялары кемиді,ал өнімдерінің концентрациялары артады.Демек,тура реакцияның жылдамдығы кемиді,кері реакцияның жылдамдығы артады.Ерте ме,кеш пе тура және кері реакцияның жылдамдықтары теңесетін кезең болады,ол кезде жүйеде тепе-теңдік күй орнайды.Оның жалпы химиялық теңдеуі:

аА+bB<=>cC+dD

Тура және кері реакциялардың жылдамдықтары тең болғандағы жүйенің күйін химиялық тепе-теңдік деп атайды.

Тепе-теңдік орнаған кезеңдегі әрекеттесуші заттардың концентрацияларын  тепе-теңдік концентрациялары деп атайды.Әдетте,оларды моль/л-мен өлшеп,квадрат жақшада береді,мысалы,[А],[В],[С],[D] және т.б.Химиялық тепе-теңдік бұзылғанға дейін олардың мәндері өзгеріссіз қалады.

Қайтымды реакциялар жағдайында бастапқыда заттардың реакция өнімдеріне айналу дәрежесі химиялық тепе-теңдік күйімен анықталады,оның сипаттамасы химиялық тепе-теңдік константасы (K) болып табылады.Ол сан жағынан реакция өнімдерінің тепе-теңдік концентрацияларының көбейтіндісін бастапқы заттардың тепе-теңдік концентрацияларының көбейтіндісіне бөлгенге тең.Тура және кері реакциялардың жылдамдық константаларының қатынасы кері реакцияға қарағанда тура реакция қанша есе жылдам жүретінін көрсетеді.

Әрекеттесуші массалар заңына сәйкес тура (υтура) және кері (υкері) реакцияның жылдамдықтары мына теңдеулермен өрнектеледі:

υтура=kтура[А]а ∙ [В]b,

υкері=kкері[C]c ∙ [D]d .

 

Тепе-теңдік кезінде тура және кері реакциялардың жылдамдықтары бір-біріне тең,демек:

kтура[A]a ∙ [B]b =kкері[C]c ∙ [D]d ,

осыдан

= =K.

 

Мысалы, 2SO2+O2<=>2SO3 реакциясы үшін

 

K=  .

Әрбір қайтымды реакция берілген температурада бастапқы заттардың реакция өнімдеріне айналуын анықтайтын тепе-теңдік константасының белгілі мәнімен сипатталады.К>>1 кезінде алынған заттардың концентрацияларының көбейтіндісі бастапқы заттардың концентрацияларының көбейтіндісінен көп есе артық болады.К<<1 кезінде ,керісінше реакция өнімдерінің шығымы өте аз.Бірінші жағдайда жүйенің тепе-теңдігі реакция өнімінің түзілу жағына қарай ығысқан ,екінші жағдайда бастапқы заттарға қарай ығысқан.

Химиялық тепе-теңдік кезінде бастапқы заттар мен реакция өнімдерінің концентрациялары өзгеріссіз қалады.Бірақ химилық тепе-теңдікті статикалық деп ұғынуға болмайды.Қайтымды реакциялар ,әдетте,аяғына дейін бармайды.Тура және кері реакциялар тепе-теңдікке жеткеннен кейін де жүріп жатады,бірақ олардың жылдамдықтары бірдей болғандықтан жүйедегі өзгерістер байқалмайды.Сондықтан тепе-теңдік динамикалық деп аталады.

Сонымен тұрақты температура кезінде қайтымды реакцияның  тепе-теңдік константасы – тепе-теңдік кезінде айқындалатын реакция өнімдерінің (алымы) концентрациялары мен бастапқы заттардың концентрациялары (бөлімі) арасындағы арақатынасты көрсететін тұрақты шама.

Тепе-теңдік константасының өрнегі тепе-теңдік жағдайында реакцияға қатысатын барлық заттардың концентрациялары өзара байланысты екенін көрсетеді.Кез келген осы заттың концентрациясының өзерісі барлық қалған заттардың концентрацияларының өзгеруіне әкеледі,бірақ жаңа тепе-теңдік орнағанда ,олардың арасындағы қатынас осы температураға сай тепе-теңдік константасымен сипатталады.

Гетерогенді реакциялардың тепе-теңдік константасының өрнегіне тек қана газ немесе сұйық фазадағы заттардың концентрациялары кіреді.

Тепе-теңдік константасының шамасы әрекеттесуші заттардың табиғатына және температураға тәуелді.Өршіткі тура және кері реакциялардың белсендіру энергияларын бірдей шамаға өзгертетіндіктен ,ол жылдамдық константаларының қатынасына әсер етпейді.Демек,реакция шығымын арттырмайды және кемітпейді.Ол тек қана тепе-теңдіктің орнауын тездетеді.

Қайтымды реакциялар жүргенде тура және кері реакциялардың жылдамдықтарының теңелуі нәтижесінде жүйеде тепе-теңдік орнайды.Тепе-теңдік берілген температурада тепе-теңдік константасының мәні арқылы сипатталады.

IV. Бекіту сұрақтары:

  1. Қайтымды  реакция дегеніміз не?
  2. Қайтымсыз реакция дегеніміз не?
  3. Химиялық тепе-теңдік дегеніміз не?
  4. Химиялық тепе-теңдіктің ығысуына әсер ететін жағдайлар қандай?

V.Есептер шығару:

1-есеп.Келесі реакция теңдеулерінің  тепе-теңдік константаларының өрнектерін жазыңдар:

Шешуі:

 

 Реакция  теңдеуі Тепе-теңдік константасы өрнегі
А  

2SO2+O2↔2SO3

           [SO3

К=

[SO2]2*[O2]
 

N2 + 3H2↔2NH3

               [NH3

К=

[N2] * [H2]3
Б  

Na2CO3 +H2O↔NaHCO3 +NaOH

        [NaHCO3] *[ NaOH ]

К=

[Na2CO3]* [H2O]

 

В  

CaCO3 (қ)↔ СаO (қ) +СО2 (г)

 

K= [CO2]

 

 

2-есеп. Егер белгілі бір температурада бастапқы алынған 5 моль СО мен 4 моль Сl2 әрекеттесуі нәтижесінде 1,5 моль СОС12  түзілген болса,онда:

СО(г) +Сl2 (г) ↔ COCl2

Процесінің тепе-теңдік константасы қандай болғаны?

Шешуі:

Химиялық  реакция теңдеуі бойынша пропорциялар құрып, реагенттердің реакцияға түскен және артылып қалған мөлшерлерін, сонымен қатар түзілген өнімнің зат мөлшерін тауып, төменгі кестені толтырамыз:

СО(г)

моль

+ Сl2 (г)

моль

COCl2

моль

Бастапқысы 5 + 4
Әрекеттескені 1,5 + 1,5 1,5
Қалғаны 3,5 2,5 1,5

 

Тепе –теңдік константасы:

kтура                    [COCl2]                                1.5 моль/ л

К= ————  = —————  = —————————-  = 0.17(моль/ л)-1

Kкері                 [CO] * [Cl2]         3.5 моль/ л* 2.5 моль/ л

 

3-есеп.Егер реакцияның температуралық  коэффициенті үшке тең болса γ=3, температураны 150°С-дан 200°С-ға көтергенде, реакцияның жылдамдығы қанша есе артады?

Шешуі:

 

υT2                       21)                       (200-150)

———-= γ ——————= 3  —————-=35 =243 есе

υT1                      10                            10

 

 

VI.Үйге тапсырма :§3.10. (100-102 бет)

 

VII.Бағалау.