Стехиометрия основных реакций

Основной материал первых шести глав перестроен и преподносится в более логической и легче усвояемой последовательности. Хотя эти главы формально не отделены от остальной части книги, в действительности они составляют единый учебный цикл, где вводятся качественные представления химии об атомах и молях, стехиометрии, теплоте реакций, газовых законах и молекулярно-кинетической теории, химическом равновесии и кислотно-основном равновесии. Эти главы были вновь продуманы и переписаны одним из авторов как единое целое, с включением большего числа примеров и упражнений, которые даются в конце каждой главы. Представление о моле, правила составления химических уравнений и общие представления о стехиометрии теперь вводятся в первых двух главах, что позволяет студентам своевременно подготовиться к проведению лабораторных работ. В то же время стехиометрия, которая может показаться одним из скучнейших разделов химии, а также понятие о теплоте реакций представлены как иллюстрации к одному из важнейших физических принципов-закону сохранения массы и энергии. Длинная, но важная глава [c.9]

Предметом обсуждения в этой главе является стехиометрия основное понятие - моль, вероятно наиболее важное понятие в начальном курсе химии, причем часто трудно усваиваемое. Необходимо, чтобы учащиеся привыкли думать о массовых и энергетических соотношениях в химических реакциях в молярных терминах и чтобы они представляли полное химическое уравнение реакции как утверждение относительно молярных отношений. Все стехиометрические расчеты следует вьшолнять, по крайней мере вначале, предварительно переводя заданные массовые количества веществ в моли и используя молярные отношения между реагентами и продуктами из химического уравнения. [c.570]

Стехиометрия основной реакции и побочных направлений определяется построением кривых выхода вещества по каждому из исходных соединений в зависимости от молярной доли прибавляемого соединения, отнесенной к одной доле исходного соединения [647]. В табл. 8 приводится расчет диаграмм состав—выход химической реакции при образовании соединения АВ, а на рис. 110—112 показаны диаграммы состав—выход, полученные при образовании соединений АВ и АВз постоянного состава и подверженных диссоциации. [c.175]

В основе количественных расчетов лежат уравнения химических реакций и стехиометрия уравнений реакций. Основной единицей измерения количества вещества является моль. Молярная масса Ai (А) характеризует массу единицы количества вещества А. Эквивалентом вещества А называют такую условную частицу, которая в данной реакции будет эквивалентна одному иону водорода в кислотно-основных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях. Вещества реагируют друг с другом массами, пропорциональными их химическим эквивалентам. Есл 1 в реакции [c.185]

Слово анализ в заглавии книги характеризует наш метод. Это значит, что мы хотим разделить рассматриваемый предмет на составные части и исследовать взаимоотношения этих частей. Вслед за анализом возникают многочисленные задачи синтеза, служащие для расчета химических реакторов. Основная же наша цель — понять структуру предмета. Поскольку мы стремимся изучить поведение химических реакторов (а они создаются для проведения химических реакций), нам следует начать с установления общих принципов описания химических реакций. Здесь, на границе нашей области, лежит соседняя область чистой химической кинетики. Предметом химической кинетики является исследование механизма химических реакций на молекулярном уровне. Для наших целей достаточно взять только результаты кинетических исследований. Наш подход к собственно химической реакции будет чисто феноменологическим. При таком подходе основная роль отводится стехиометрии и термостатике, так как все возможные изменения состояния системы обусловлены ограничениями, налагаемыми стехиометрией и термодина- [c.7]

Фактор эквивалентности — это число, обозначающее, какая доля реальной частицы вещества X эквивалентна одному иону водорода в данной кислотно-основной реакции или одному электрону а данной окислительно-восстановительной реакции. Эта безразмерная величина обозначается через /жв (X). Рассчитывают фактор эквивалентности на основании стехиометрии данной реакции, которая обязательно должна быть указана. Фактор эквивалентности может быть равен или меньше единицы. [c.230]

Стехиометрия взаимодействия между титрантом и определяемым компонентом — другое важное условие использования реакции в объемном анализе — может быть нарушена, если в системе возможно протекание и индуцированных реакций. Таковыми являются реакции, которые в измеримой степени протекают в системе под влиянием другого взаимодействия. Например, окисление 80з иодом до 80Г одновременно индуцирует окисление 50з" кислородом воздуха при окислении иодида ванадатом так же происходит окисление I" кислородом воздуха. Типичный для перманганатометрии пример индуцированной реакции наблюдается при титровании Ре (II) МпО в присутствии хлоридов. В этом случае получаются завышенное результаты, так как основная реакция индуцирует окисление С1" перманганатом, который расходуется в большом количестве, по сравнению с эквивалентным для Ре(II), [c.291]

Добавление катализатора или нагревание могут в ряде случаев привести к увеличению скорости основной реакции. При использовании катализатора нужно обеспечить такие условия, при которых не нарушается стехиометрия реакции. Нагревание в большинстве случаев не приводит к нежелательным последствиям, исключением могут быть случаи, когда нагревание ускоряет в равной степени и основную, и мешающую реакции или когда оно приводит к потере легколетучих продуктов реакции. [c.362]

Стехиометрию микробиологических реакций, протекающих при очистке сточных вод, чаще описывают через значения коэффициентов наблюдаемого выхода, чем в стехиометрических коэффициентах уравнения (24.1). Коэффициент наблюдаемого выхода показывает отнощение скорости возникновения или удаления одного компонента к скорости возникновения или удаления другого компонента, принятого за эталон. В качестве эталона для сравнения обычно используют компонент-загрязнитель с начальной концентрацией в сточной воде. Первичной целью при очистке сточных вод является уменьщение содержания поглощающих кислород органических веществ, определяемых как химическое (ХПК) и биохимическое (БПК) потребление кислорода. Основную проблему при использовании систем биологической очистки составляет переработка образующейся в избытке биомассы. Отношение наблюдаемого выхода биомассы к снижению содержания органических веществ, выраженное через ХПК или БПК, называется коэффициентом наблюдаемого выхода биомассы. Так, коэффициент наблюдаемого выхода для некоторого компонента С при использовании компонента А в качестве эталона может быть выражен следующим образом [c.301]

Сравнение результатов определения воды в различных веществах, содержащих от 0,012 (гексан) до 15,6% (тетрациклин) воды, с соответствующими результатами по Фишеру показали, что оба реактива дают близкие значения. Интересно, что стехиометрия реакции в обоих случаях одинакова, откуда следует, что либо в реактиве, содержащем ДМФА, накапливается пиридинсульфотриоксид, либо последний реагирует с ДМФА аналогично метанолу. Этот вопрос остается невыясненным. Авторы [82] также не обсуждают скорость основной реакции с водой, хотя этот вопрос имеет чрезвычайно большое значение для правильной и своевременной регистрации конечной точки и, в конечном итоге, для получения правильных результатов анализа. К сожалению, приходится констатировать, что замена метанола на ДМФА приводит к резкому снижению скорости основной реакции, поэтому некритическое перенесение навыков, полученных при работе с реактивом Фишера, на модифицированный реактив может привести к совершенно неправильным результатам. [c.42]

Установлению стехиометрии электродной реакции особенно большое внимание должно уделяться при высоких зарядах реагирующих иа электроде частиц, которые склонны образовывать ионные пары или другие ассоциаты в растворе, а также при участии реагирующих на электроде частиц в объемных кислотно-основных равновесиях и в процессах комплексообразования. [c.102]

Нивелировать влияние на результат анализа вариантности значения произведения растворимости осадка, образования комплексов с переменной стехиометрией и флуктуации крутизны электродной функции удается, применяя способ титрования до определенного значения потенциала [А.с. 1054779 СССР, МКИ G 01 N 27/46, 1983] [68, 69]. Положительный эффект достигается за счет того, что для расчета концентрации анализируемого иона используются результаты титрования, полученные в условиях значительного избытка титруемого иона, превосходящего равновесную концентрацию этого иона, вычисленную из значения произведения растворимости осадка или из значения константы комплексообразования образующегося при титровании соединения. При этом зависимость потенциала электрода от концентрации титруемого иона измеряется в оптимальном интерВ але, где флуктуация крутизны электродной функции минимальна. Высокие значения остаточной концентрации титруемого иона делают пренебрежимо малым вклад в его суммарную концентрацию растворимости осадка и образования комплексных соединений, стехиометрия которых отличается от стехиометрии основного продукта реакции титрования. Примером такого способа анализа может служить титрование фторидов щелочных металлов и аммония солью лантана до остаточной концентрации фторида, равной (4 -5) -10 Л1 [c.93]

Однако если рассматривать реакции современного неорганического синтеза [638, 639] во всей их сложности возможности взаимодействия исходных веществ в зависимости от их соотношения по нескольким направлениям, образования промежуточных комплексов, взаимодействия с растворителем и др., то оказывается, что выбор наиболее благоприятного соотношения исходных реагентов для получения данного соединения не определяется однозначно стехиометрией предполагаемой простейшей реакции. Сложную синтетическую реакцию с участием даже только соединений постоянного состава приходится изучать в условиях более или менее широкого изменения и соотношения исходных веществ и факторов равновесия — температуры, давления и степени участия растворителя. Только такой подход позволяет выявить в данной системе основную реакцию и побочные. [c.167]

Все эти схемы будут иллюстрированы конкретными реакциями (главы VII — IX), для которых на основании экспериментальных данных доказывается стехиометрия как основной реакции, так и осложняющих ее побочных. [c.177]

Разложение ди-т/)ет-бутилперекиси, являющейся источником свободных радикалов, было предметом интенсивных исследований во многих лабораториях [58—60]. Продуктами газофазного термического разложения являются в основном СзНе и ацетон вместе с небольшими количествами метилэтилкетона, высококипящих кетонов и метанов. Метан, по-видимому, образуется в результате вторичных реакций ацетона с радикалами СН3. Стехиометрия реакции может быть представлена следующим образом [c.318]

Синтез схем химического превращения ва основе стехиометри ческого анализа реакционной системы. Проведение химических реакций в лабораторных условиях или на пилотных установках на стадии исследования обычно не дает однозначного ответа на вопрос о механизме протекания реакций, а чаще всего позволяет лишь выявить систему конкурирующих гипотез. Поэтому важнейшим этапом является получение надежных кинетических моделей, правильно отражающих структуру химических превращений и основные динамические свойства рассматриваемой химической системы. В основе метода дискриминации кинетических моделей (выбора наиболее вероятного механизма, оценки числа независимых реакций и компонентов) лежит использование понятий структурных и молекулярных видов [14, 15]. [c.449]

Переработка оксида углерода СО в процессе Фишера —Тропша представляет собой альтернатившэш нефтепереработке способ получения углеводородов и по- зволяет использовать для этого такие ресурсы, как природный газ и уголь, что особенно актуально в условиях повышения цен на нефть и ее сокраш,аюидихся запасов. В качестве синтез-газа используется газ, состоящий из СО и Нг, как правило, в соотношении СО Н2 = 1 2, что обусловлено стехиометрией основной реакции синтеза. [c.59]

Степень превращения х, выраженная количеством продукта, определяется отношением количества фактически полученного продукта Сф к максимальному его количеству которое получилось бы при полном превращении в продукт основного исходного вещества, присутствующего в недостатке против стехиометрии реакции [c.71]

Раздел химии, рассматривающий количественный состав веществ и количественные соотношения (массовые, объемные) между реагирующими веществами, называется стехиометрией. В соответствии с этим, расчеты количественных соотношений между элементами в соединениях или между веществами в химических реакциях называются стехиометрическими расчетами. В основе их лежат законы сохранения массы, постоянства состава, кратных отношений, а также газовые законы — объемных отношений и Авогадро. Перечисленные законы принято считать основными законами стехиометрии. [c.27]

Видимо, будущее развитие кинетики ферментативных реакций СО СЛОЖНОЙ стехиометрией покажет, насколько статистическая кинетика в ее современном варианте оказалась полезной для анализа конкретных экспериментальных данных. Автор, со своей стороны, полагает, что главное достоинство статистической ферментативной кинетики заключается не столько в ее значимости для расчета формальных эмпирических коэффициентов и количественного анализа экспериментальных кинетических кривых или в ее формулах, показывающих связь микроскопических и макроскопических параметров, сколько в ее общих выводах, иллюстрирующих принципиальные закономерности ферментативной деструкции полимерных субстратов во времени. Именно на эти закономерности будет обращаться основное внимание при изложении кинетики ферментативных превращений полимеров. В заключение данного раздела будут изложены кинетические подходы к деструкции полимерных субстратов, разработанные автором с коллегами, в которых сделана попытка уйти от формализованных статистических методов математического анализа и главное внимание уделено аналитической ферментативной кинетике. [c.107]

Основные закономерности протекания ступенчатых реакций синтеза полимеров существенно отличаются от закономерностей цепных реакций. Два важных фактора определяют размер и структуру образующихся макромолекул полимера стехиометрия (если число компонентов больше одного) и степень завершенности реакции по расходу функциональных групп реагирующих компонентов. [c.72]

Се.тектпвность Ор — отношение количества полученного целевого продукта Р к колР1честву основного превращенного реагента А. Когда эти количества выражаются в мольных единицах и учитывается стехиометрия уравнения реакции, Ор меняется от О до 1. На основании данного определения Ор выражается уравнением [c.61]

Удобный метод получения дисульфидов основан на окислении тиолов различными окислителями [84]. Окисление кислородом или кислородом воздуха очень чувствительно к катализу ионами металлов, например Fe + и Си + к УФ-облучению и другим инициаторам радикальных реакций. Несмотря на большое значениё Этой реакции с биологической точки зрения и важность ее для Очистки бензинов от активной серы, механизм ее окончательно нё Выяснен. Стехиометрия этой реакции в основной среде приведена в уравнении 72, [c.447]

Законы стехиометрии — основные законы химии. К ним относятся закон постоянства состава, кратных отношений, эквивалентов, газовые законы—-закон объемных отношений Гей-Люс-сака и закон А. Авогадро. Они лежат в основе стехиометрических рсижпюв — расчетов количественных соотношений между элементами в соединениях и между веществами в химических реакциях. [c.17]

Реакщ и переноса протона обычно протекают чрезвычайно быстро (хотя известны и медленные кислотно-основные реакции, например, депротон1фова-ние С02(ач)), поэтому они очень удобны для титриметрии. Немаловажно и то, что в результате реакции образуются продукты известной стехиометрии, и то, что имеется много химических индикаторов и инструментальных способов для обнаружения конечной точки. [c.359]

Хотя на первых порах и не все химики одинаково восприняли теорию Клемана и Дезорма, основные положения ее были приняты как бесспорные. Достоинство этой теории состояло еще Б том, что она легко и просто, а главное в полном соответствии со стехиометрическимп законами, объясняла роль агентов, которые, как это следовало из опытов, не укладывались в рамки стехиометрии. Либих, например, на этом основании пе считал камерный процесс каталитическим. В письме к Вёлеру он писал < Если бы окислы азота не образовывали с воздухом бурых паров и если бы азотистая кислота была неизвестна, весь процесс образования серной кислоты должен бы быть причислен к каталитическим [12, стр. 80]. Это как раз и могло объясниться тем, что Клеман и Дезорм очень ясно показали роль окислов азота как передатчиков кислорода и предположили процесс идущим через ряд промежуточных стадий. В то же время отсутствовало представление о том, что катализатор может вызывать промежуточные реакции, направляя тем самым основную реакцию к требуемому концу. В понятие катализа тогда вкладывалось нечто непонятное, что не укладывается в рамки стехиометрических законов. Поэтому хотя реакция получения серпой кислоты и отличалась от обычных химических процессов, но в ней отсутствовал этот момент непонятного , который был характерен для катализа. Вследствие всего этого Либих и отрицал совершенно ее каталитический характер. [c.130]

У всех продуктов кислотно-основной реакции А + В = А + ВН + (центры 5NH+, >OH +, >N и -0 ) имеется сильная тенденция образовывать водородные связи с какими-нибудь другими частицами. В средах типа воды такими частицами являются молекулы растворителя SH (А . . . HS и ВН +. . . SH). По мере того как ослабляются кислотные и основные функции растворителя, а вместе с тем и его соль-ватирующая способность требование сольватации А и ВН+ удовлетворяется благодаря сколь угодно слабой способности растворителя к образованию водородных связей (например, С13СН. . . А ), а также некоторыми другими способами. К ним относятся образование водородно-связакных ионных пар А-. . . НВ +, присоединение лишних молекул НА или В, приводящее к нарушению стехиометрии кислотно-основной реакции (2.43), и олигомеризация А . . . НВ+. Если совсем удалить растворитель., то остаются только эти пути стабилизации А и ВН+, в твердом состоянии осуществляемой благодаря образованию водородных связей. [c.324]

Число точек фосфорилирования и их локализация в цепи переноса электронов были установлены с помощью целого ряда прямых и косвенных методов. Прямые измерения обычно проводят с помощью полярографического метода, определяя поглощение кислорода, или же используют изотопную метку (Р ), или, наконец, определяют образование АТФ или убыль АДФ с помощью ферментативных методов. Сравнение полученных при этом значений для отношения Р/0 показало, что для истинного фосфорилирования, обусловленного реакциями в дыхательной цепи, отношение Р/0 равняется 3 (окисление восстановленного НАД и субстратов НАД-дегидрогеназы) и 2 (для субстратов флавиновых ферментов, например для сукцината). Поскольку стадии, следующие за реакциями, которые протекают с участием флавопротеидов, для всех субстратов одинаковы, одна из точек фосфорилирования должна быть локализована в пределах комплекса I. Оставшиеся две точки, таким образом, должны быть расположены на коротком отрезке цепи между коферментом Q (цитохром Ъ) и Ог- Одна из них (точка 2), вероятно, локализована между коферментом Q и цитохромом (или с), т. е. в пределах комплекса III. Такое заключение подтверждается тем, что в системе, в которой цитохромоксидаза блокирована с помощью H N, для окисления восстановленного НАД или В- 3-оксибутирата при добавлении цитохрома с величина Р/2о (то же, что и Р/0) оказывается равной 2. О локализации третьей точки фосфорилирования в области цитохромоксидазы можно судить по результатам только что описанных экспериментов, а также исходя из того факта, что окисление аскорбиновой кислоты — переносчика, способного отдавать электроны только цитохрому с,— в присутствии тетраметил-га-фениленди-амина (ТМФД) характеризуется отношением Р/0, равным единице. Ни скорость, ни стехиометрия этой реакции не изменяются в присутствии антимицина А. В основном к тем же выводам пришли Чанс и Уильямс, исходя из своих экспериментов с использованием ингибиторов (см. стр. 392). Когда к интактным митохондриям добавляют субстрат и Фн, наблюдается явление, получившее название дыхательного контроля] при этом в отсутствие АДФ скорость дыхания становится очень низкой (так называемое состояние 4). После добавления АДФ система возвращается в состояние 3. [c.394]

Для кислотно-основных реакций, обычно протекающих быстро, используют непосредственно табличные константы ионизации. Для окислительно-восстановительных реакций, многие из которых протекают медленно, таблицы электродных поте1(циалов могут служить лишь руководством при определении условий равновесия, но не больше, так как они не характеризуют ни скорость реакций, ни их механизм. Так, из данных таблицы электродных потенциалов можно ожидать количественной реакции между Се и Аз" , реакции, которая протекает слишком медленно и не представляет интереса в отсутствие катализатора. Более того, механизм реакций часто бывает непонятен. Например, восстановление Мп до Мп" представляется весьма сложным. Стехиометрия окислительно-восстановительных реакций тоже бывает довольно сложн.ой часто несколько окислительно-восстановительных реакций проходят одновременно. Для ускорения медленно протекающей реакции используют катализатор. В случае же неудовлетворительной [c.309]

Эти примеры показывают, что полнота реакции зависит как от константы диссоциации титруемого вещества, так и от константы автопротолиза растворителя. Наличие обеих констант диссоциации в уравнении можно, очевидно, легче понять, если рассмотреть каждую кислотно-основную реакцию как конкуренцию за протоны. Так, например, глубина протекания реакции (12-4) зависит от того, насколько успешно молекулы растворителя НСООН конкурируют с молекулами основания В за ионы водорода Н+, число которых ограничено стехиометрией реакции. Эффективность каждого участника в этом соревновании определяется его константой диссоциации Кз я К ь соответственно. Аналогично реакцию (12-8) можно представить как конкуренцию между ионами А и СгНБО за ионы Н+ успех каждого из них определяется величинами Ка и Кз- [c.287]

Экстракционное извлечение обычно связано с протеканием определенных реакций между экстрагентом и соединениями извлекаемого элемента, присутствующими в водной фазе. Знание состава экстрагирующегося соединения и стехиометрии реакции его образования — необходимое условие понимания закономерностей экстракции [1]. Поэтому рассмотрение экстракции кислот и солей металлов аминами и четвертичными аммониевыми солями (ЧАС) также целесоообразно начать с рассмотрения основных реакций экстракции. Амины и ЧАС могут участвовать в реакциях экстракции в виде свободных оснований или солей, причем могут быть выделены следующие основные типы реакций образования экстрагирующихся соединений. [c.9]

Здесь опять имеются две цени. Одна из них инициируется СНд или Н и приводит к образованию А/гре/п-бутильного радикала (реакции 5, 8 и 6). Стехиометрия этой реакции отвечает схеме изобутан Н-г + изобутилен. Вторая цепь онять-таки инициируется Н или СНз, но приводит к образованию изобу-тильного радикала — СНа — СН(СНз)2- Этот радикал может стабилизироваться только при распаде на СНз (реакции 5, 8 и 6 ). Стехиометрия этой цепи отвечает схеме изобутап СН4 + СзНе. Из того факта, что основными продуктами реакции являются На и С4Н8, следует, что атомы водорода и метильные радикалы отрывают третичный атом водорода от изобутана, образуя третичный бутильный радикал (реакции 5, 8). По кинетике реакций пиролиза было выполнено много работ [39, 42]. Однако в них содержится обилие противоречивых и запутанных данных. Хотя неингибированный пиролиз описывается как реакция первого порядка, нет надежных данных, чтобы считать это твердо установленным. Начальные скорости заметно надают с уменьшением давления , тогда как рассчитанные константы скорости реакции первого порядка уменьшаются с увеличением степепи разложения. Константа скорости достигает почти постоянного значения вблизи полного разложения. Уменьшение констант наиболее заметно в начальных стадиях реакции и может достигать 40—60% в пределах первых 50% разложения. Это уменьшение иногда объясняется как ингибирование реакции продуктами (в особенности ироииленом и высшими олефинами этилен не оказывает заметного влияния) и в меньшей степени обратимой гидрогенизацией по мере достижения равновесия. Водород оказывает довольно заметное влияние на скорость, увеличивая ее в некоторых случаях па 100—200%. Объясняется это заменой менее реакционноспособных алкильных радикалов СНз и С2Н5 [c.305]

В каталитических синтезах часто используют избыток дешевого компонента для повышения выхода но основному (дорогЛау) исходному веществу. Для модельной реакции аА + ЬВ В выход продукта В по отношению к веществу В (а в) повышается при избытка вещества А по кривой рис. 43. Так же будет изменяться выход и при возрастании концентрации катализатора сверх стехиометрии реакции В + [К] В [К] нри гомогенном катализе. Как видно из рис. 42, при большом избытке второго вещества А (или катализатора) дальнейший рост его концентрации не влияет на выход [c.75]

Конверсия СО. В промыпи[е1пшх реакторах процессы как среднетеьшера-турной, так и низкотемпературной конверсии "О протекают в диффузионной области. Поэтому наблвдаемая скорость реакции и коэффициент эффективности определяются из уравнений, описывающих процесс на зерне катализатора. В данном случае протекает одна реакция,поэтому уравнение материального баланса можно записать только для ключевого компонента (окиси углерода), а концентрация основных компонентов определяется из уравнения диффузионной стехиометрии [c.205]

Рихтер (1791г.), Пруст (1799г.) и Дальтон (1799 и 1802гг.) сформулировали основные законы химической стехиометрии (экспериментальное подтверждение получено путем измерения массы веществ, вступающих в химические реакции) [c.12]