Skip to main content
Global

12.3: Sababu zinazoathiri Viwango vya Majibu

  • Page ID
    188687
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Malengo ya kujifunza

    Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:

    • Eleza madhara ya kemikali, hali ya kimwili, joto, ukolezi, na kichocheo juu ya viwango vya majibu

    Viwango ambavyo reactants hutumiwa na bidhaa hutengenezwa wakati wa athari za kemikali hutofautiana sana. Sababu tano zinazoathiri viwango vya athari za kemikali zitachunguzwa katika sehemu hii: asili ya kemikali ya vitu vinavyoitikia, hali ya ugawaji (donge moja kubwa dhidi ya chembe nyingi ndogo) za reactants, joto la reactants, mkusanyiko wa reactants, na uwepo wa kichocheo.

    Hali ya Kemikali ya Vitu vya Kujibu

    Kiwango cha mmenyuko hutegemea asili ya vitu vinavyoshiriki. Majibu yanayoonekana sawa yanaweza kuwa na viwango tofauti chini ya hali sawa, kulingana na utambulisho wa wahusika. Kwa mfano, wakati vipande vidogo vya chuma vya metali na sodiamu vinaonekana kwa hewa, sodiamu humenyuka kabisa na hewa mara moja, wakati chuma haipatikani. Kazi ya metali ya kalsiamu na sodiamu wote huguswa na maji ili kuunda gesi ya hidrojeni na msingi. Hata hivyo kalsiamu humenyuka kwa kiwango cha wastani, ambapo sodiamu humenyuka kwa kasi kiasi kwamba mmenyuko ni karibu kulipuka.

    Mataifa ya Kimwili ya Watendaji

    Mmenyuko wa kemikali kati ya vitu viwili au zaidi inahitaji mawasiliano ya karibu kati ya wahusika. Wakati reactants ni katika majimbo tofauti ya kimwili, au awamu (imara, kioevu, gesi, kufutwa), majibu hufanyika tu kwenye interface kati ya awamu. Fikiria mmenyuko usio na kawaida kati ya awamu imara na ama awamu ya kioevu au gesi. Ikilinganishwa na kiwango cha majibu kwa chembe kubwa imara, kiwango cha chembe ndogo itakuwa kubwa kwa sababu eneo la uso katika kuwasiliana na awamu nyingine reactant ni kubwa zaidi. Kwa mfano, vipande vikubwa vya chuma huguswa polepole zaidi na asidi kuliko wanavyofanya na unga wa chuma uliogawanyika vizuri (Mchoro 12.6). Vipande vikubwa vya kuni hupuka, vipande vidogo vinawaka haraka, na kuona vumbi vinawaka.

    Takwimu hii inaonyesha picha mbili zilizoandikwa (a) na (b). Picha (a) inaonyesha chini ya tube ya mtihani. Bomba la mtihani linajazwa na gesi ya giza, na kuna dutu la giza na Bubbles chini. Picha (b) inaonyesha fimbo na Bubbles katika tube ya mtihani sawa na picha (a), lakini gesi katika tube ya mtihani si kama giza.
    Kielelezo 12.6 (a) Poda ya chuma humenyuka haraka na asidi hidrokloriki ya diluted na hutoa Bubbles ya gesi ya hidrojeni: 2Fe (s) + 6HCl (aq) 2FeCl 3 (aq) + 3H 2 (g). (b) Msumari wa chuma humenyuka polepole zaidi kwa sababu eneo la uso lililo wazi kwa asidi ni kidogo sana.

    Unganisha na Kujifunza

    Tazama video hii ili uone majibu ya cesiamu na maji katika mwendo wa polepole na majadiliano ya jinsi hali ya majibu na ukubwa wa chembe huathiri viwango vya majibu.

    Joto la Reactants

    Athari za kemikali hutokea kwa kasi kwa joto la juu. Chakula kinaweza kuharibu haraka wakati wa kushoto kwenye counter ya jikoni. Hata hivyo, joto la chini ndani ya jokofu hupunguza mchakato huo ili chakula hicho kinabaki safi kwa siku. Burners ya gesi, sahani za moto, na sehemu zote hutumiwa mara nyingi katika maabara ili kuongeza kasi ya athari zinazoendelea polepole kwa joto la kawaida. Kwa michakato mingi ya kemikali, viwango vya mmenyuko ni takriban mara mbili wakati halijoto inapofufuliwa na 10 °C.

    Viwango vya Reactants

    Viwango vya athari nyingi hutegemea viwango vya reactants. Viwango vya kawaida huongezeka wakati mkusanyiko wa moja au zaidi ya reactants huongezeka. Kwa mfano, calcium carbonate (CaCO 3) huharibika kutokana na mmenyuko wake na dioksidi ya sulfuri yenye uchafuzi. Kiwango cha mmenyuko huu inategemea kiasi cha dioksidi ya sulfuri katika hewa (Mchoro 12.7). Oxydi ya tindikali, dioksidi ya sulfuri inachanganya na mvuke wa maji katika hewa ili kuzalisha asidi sulfurous katika majibu yafuatayo:

    KWA HIVYO2(g)+H2O (g)H2KWA HIVYO3(aq)KWA HIVYO2(g)+H2O (g)H2KWA HIVYO3(aq)

    Calcium carbonate humenyuka na asidi sulfurous kama ifuatavyo:

    CaCO3(s)+H2KWA HIVYO3(aq)CasO3(aq)+USHIRIKIANO2(g)+H2O (l)CaCO3(s)+H2KWA HIVYO3(aq)CasO3(aq)+USHIRIKIANO2(g)+H2O (l)

    Katika hali ya uchafu ambapo mkusanyiko wa dioksidi sulfuri ni ya juu, calcium carbonate huharibika kwa kasi zaidi kuliko hewa isiyo na uchafu. Vile vile, fosforasi huwaka kwa kasi zaidi katika hali ya oksijeni safi kuliko hewa, ambayo ni asilimia 20 tu ya oksijeni.

    Picha imeonyeshwa kwenye sanamu ya malaika. Wakati baadhi ya maelezo ya sanamu, ikiwa ni pamoja na sifa za uso, zipo, madhara ya hali ya hewa yanaonekana kupungua kwa vipengele hivi.
    Kielelezo 12.7 Sanamu alifanya kutoka misombo carbonate kama vile chokaa na marumaru kawaida hali ya hewa polepole baada ya muda kutokana na matendo ya maji, na upanuzi mafuta na contraction. Hata hivyo, uchafu kama dioksidi sulfuri unaweza kuharakisha hali ya hewa. Kama mkusanyiko wa uchafuzi wa hewa huongezeka, kuzorota kwa chokaa hutokea kwa kasi zaidi. (mikopo: James P Fisher III)

    Unganisha na Kujifunza

    Phosphorus huwaka haraka katika hewa, lakini itawaka hata haraka zaidi ikiwa ukolezi wa oksijeni ni wa juu. Tazama video hii ili uone mfano.

    Uwepo wa Catalyst

    Kwa kiasi kikubwa kuondokana na ufumbuzi wa maji ya peroxide ya hidrojeni, H 2 O 2, hutumiwa kama antiseptics ya juu. Peroxide ya hidrojeni hutengana ili kuzalisha maji na gesi ya oksijeni kulingana na equation:

    2H2O2(aq)2H2O(l)+O2(g)2H2O2(aq)2H2O(l)+O2(g)

    Chini ya hali ya kawaida, utengano huu hutokea polepole sana. Wakati kuondokana na H 2 O 2 (aq) hutiwa kwenye jeraha la wazi, hata hivyo, majibu hutokea kwa haraka na ufumbuzi hupuka kwa sababu ya uzalishaji mkubwa wa gesi ya oksijeni. Tofauti hii kubwa husababishwa na kuwepo kwa vitu ndani ya tishu zilizo wazi za jeraha zinazoharakisha mchakato wa kuharibika. Vipengele vinavyofanya kazi ili kuongeza kiwango cha mmenyuko huitwa vichocheo, mada inayotibiwa kwa undani zaidi baadaye katika sura hii.

    Unganisha na Kujifunza

    Athari za kemikali hutokea wakati molekuli zinapogongana na kufanyiwa mabadiliko ya kemikali. Kabla ya kufanya kimwili majibu katika maabara, wanasayansi wanaweza kutumia uigaji wa mfano wa Masi kutabiri jinsi vigezo vilivyojadiliwa mapema vitaathiri kiwango cha mmenyuko. Tumia PhET Reactions & Viwango maingiliano ili kuchunguza jinsi joto, ukolezi, na asili ya reactants huathiri viwango vya majibu.