Apakah proses kimia? proses kimia: intipati dan peranannya dalam alam semula jadi

penukaran bersama sebatian diperhatikan dalam alam semula jadi, dan berlaku akibat daripada aktiviti manusia boleh dilihat sebagai proses kimia. Bahan tindak balas boleh di dalam mereka sebagai dua atau lebih bahan-bahan dalam satu atau di negeri-negeri yang berbeza pengagregatan. Bergantung kepada perbezaan ini dibuat antara sistem homogen atau heterogen. syarat-syarat dan ciri-ciri khas peranan proses kimia dalam alam semula jadi akan dibincangkan dalam kertas ini.

Apa yang dimaksudkan dengan tindak balas kimia

Jika hasil daripada interaksi bahan bermula tertakluk kepada perubahan bahagian molekul dan caj atom nukleus adalah sama, kata tentang tindak balas atau proses kimia. Hasil yang terbentuk hasil daripada kursus mereka, manusia yang digunakan dalam industri, pertanian dan isi rumah. Sebilangan besar interaksi antara bahan-bahan yang berlaku, seperti dalam hidup dan bukan hidup dalam alam semula jadi. proses kimia adalah perbezaan asas dari fenomena fizikal dan sifat-sifat radioaktif. Dalam bahan-bahan baru molekul terbentuk, manakala proses fizikal tidak mengubah komposisi sebatian, dan tindak balas nuklear berlaku atom unsur-unsur kimia baru.

Syarat kimia proses

Mereka mungkin berbeza dan bergantung terutamanya kepada sifat reagen perlu input tenaga dari luar, serta keadaan pengagregatan (pepejal, penyelesaian, gas) di mana proses itu berlaku. Mekanisme kimia interaksi antara dua atau lebih sebatian boleh dijalankan di bawah tindakan pemangkin (contohnya, asid nitrik), suhu (pengeluaran ammonia), tenaga cahaya (fotosintesis). Dengan bantuan enzim dalam alam semula jadi hidup tindak balas kimia memproses penapaian meluas (alkohol, asid laktik, asid butyric) yang digunakan dalam industri makanan dan mikrobiologi. Bagi produk dalam industri sintesis organik, salah satu syarat utama ialah kehadiran mekanisme radikal bebas daripada proses kimia. Satu contoh penyediaan metana berklorin (diklorometana, trichloromethane, karbon tetraklorida dihasilkan akibat daripada tindak balas rantai.

pemangkinan homogen

Mereka adalah jenis khas hubungan antara dua atau lebih bahan. Intipati proses kimia yang berlaku dalam fasa homogen (mis, gas - gas) yang melibatkan pemecut tindak balas, adalah untuk menjalankan tindak balas di seluruh campuran kelantangan. Jika pemangkin berada dalam keadaan agregat yang sama, dan bahawa bahan tindak balas, ia membentuk kompleks dengan sebatian permulaan perantaraan alih.

pemangkinan homogen - satu proses kimia asas dijalankan, sebagai contoh, dalam penapisan petroleum, pengeluaran petrol, nafta, minyak, gas dan bahan api lain. Ia digunakan teknologi seperti pembaharuan, isomerization, keretakan pemangkin.

pemangkinan heterogen

Dalam kes pemangkinan heterogen, kenalan daripada bahan tindak balas berlaku paling sering pada permukaan yang kukuh pemangkin. Ia membentuk apa yang dikenali sebagai laman web yang aktif. kawasan-kawasan itu di mana interaksi bahan tindak balas adalah sangat pesat, iaitu kadar tindak balas adalah tinggi. Mereka adalah spesies khusus, dan memainkan peranan penting juga sekiranya proses kimia yang berlaku dalam sel-sel hidup. Kemudian bercakap tentang metabolisme - tindak balas metabolik. Contoh pemangkinan heterogen adalah persediaan industri sulfat asid. Contactor campuran gas sulfur dioksida dan oksigen dipanaskan dan diluluskan melalui rak berkisi diisi dengan serbuk zarah oksida vanadium, sulfat vanadil atau VOSO _4. Yang terhasil produk - sulfur trioksida kemudian diserap oleh asid sulfurik pekat. cecair terbentuk, yang dipanggil oleum. Ia boleh dicairkan dengan air untuk mendapatkan kepekatan yang dikehendaki asid sulfat.

Ciri-ciri tindak balas termokimia

Pengasingan atau penyerapan tenaga dalam bentuk haba adalah amat praktikal. Cukup untuk menarik balik pembakaran reaksi bahan api: gas asli, arang batu, gambut. Mereka mewakili proses fizikal dan kimia, ciri-ciri yang penting adalah haba pembakaran. tindak balas haba adalah meluas di dunia organik, dan dalam alam semula jadi yang tidak bernyawa. Sebagai contoh, semasa penghadaman belahan protein, lipid dan karbohidrat di bawah pengaruh bahan-bahan biologi aktif - enzim.

Tenaga yang dibebaskan disimpan dalam bentuk bon yang kaya dengan tenaga molekul ATP. reaksi disimilasi disertai dengan pembebasan tenaga, sebahagian daripada yang dibebaskan sebagai haba. Hasil daripada penghadaman, setiap gram protein menyediakan 17 kJ 2 kanji - 17, 2 kJ lemak - 38.9 kJ. proses kimia yang berlaku dengan pengeluaran tenaga dipanggil eksotermik, dan dengan penyerapan - endotermik. Dalam industri, sintesis organik dan teknologi lain dikira kesan haba tindak balas termokimia. Ini adalah penting, sebagai contoh, untuk betul mengira jumlah tenaga yang digunakan untuk pemanasan reaktor sintesis dan lajur, di mana tindak balas dilakukan disertai dengan penyerapan haba.

Kinetik dan peranannya dalam teori proses kimia

Pengiraan kelajuan zarah bertindak balas (molekul, ion) - masalah utama yang dihadapi industri. penyelesaian beliau menyediakan faedah ekonomi dan keuntungan kitaran teknologi dalam industri kimia. Untuk meningkatkan kelajuan tindak balas apa-apa seperti ammonia sintesis faktor penentu adalah perubahan tekanan dalam campuran gas nitrogen dan hidrogen kepada 30 MPa, dan mencegah peningkatan mendadak dalam suhu (suhu optimum adalah 450- 550 ° C).

proses kimia yang digunakan dalam pembuatan asid sulfat, iaitu pembakaran pirit, pengoksidaan sulfur dioksida, sulfur trioksida, penyerapan oleum dijalankan di bawah keadaan yang berbeza. Untuk melakukan ini, gunakan pyrite relau dan contactors. Mereka mengambil kira kepekatan bahan tindak balas, suhu dan tekanan. Semua faktor-faktor ini berkait rapat dengan bertindak balas dengan kelajuan yang paling besar, yang meningkatkan sulfat asid untuk menghasilkan 96-98%.

Edaran bahan, kedua-dua proses fizikal dan kimia dalam alam semula jadi

pepatah dikenali "Pergerakan - hidup" boleh digunakan untuk unsur-unsur kimia memasuki ke dalam pelbagai jenis interaksi (sebatian reaksi, penggantian, penguraian, pertukaran). Molekul dan atom unsur-unsur kimia yang tiba dalam gerakan berterusan. Sebagai ahli-ahli sains, semua perkara di atas jenis tindak balas kimia boleh disertai dengan fenomena fizikal: pembebasan haba atau penyerapan foton sinaran cahaya, mengubah keadaan pengagregatan. Proses-proses ini berlaku dalam setiap shell Bumi: litosfera, hidrosfera, dan atmosfera, biosfera. Yang paling penting ini adalah kitaran bahan-bahan seperti oksigen, karbon dioksida dan nitrogen. Dalam yang berikut kita menganggap gelaran sebagai peredaran nitrogen berlaku dalam suasana, tanah, dan organisma hidup.

Saling pertukaran Nitrogen dan sebatiannya

Adalah diketahui umum bahawa nitrogen adalah bahagian yang penting dalam protein, dan dengan itu mengambil bahagian dalam pembentukan mana-mana dan semua spesies hidupan di bumi. Nitrogen diserap oleh tumbuh-tumbuhan dan haiwan dalam bentuk ion: ammonium, nitrat dan ion nitrit. Tumbuh-tumbuhan yang terhasil daripada bentuk fotosintesis bukan sahaja glukosa tetapi juga asid amino, gliserol, asid lemak. Semua bahan kimia di atas adalah produk tindak balas yang berlaku dalam kitaran Calvin itu. Tertunggak saintis Rusia K. Timiryazev, bercakap mengenai peranan kosmik tumbuh-tumbuhan hijau, dengan mengambil kira, khususnya, dan keupayaan mereka untuk mensintesis protein.

Herbivor adalah peptida dari makanan tumbuhan, dan karnivor - daging mangsa. Pada masa yang di bawah pengaruh bakteria tanah saprotrophic reput sisa tumbuhan dan haiwan terdapat proses biologi dan kimia yang kompleks. Hasil daripada nitrogen mereka daripada sebatian organik bertindak untuk bentuk bukan organik (ammonia dibentuk, nitrogen percuma, nitrat dan nitrit). Berbalik kepada suasana dan tanah, semua bahan-bahan ini diserap oleh tumbuh-tumbuhan lagi. Nitrogen memasuki kulit melalui stomata daun, dan penyelesaian asid nitrik dan asid nitrus dan garam daripadanya diserap oleh akar rambut akar tumbuhan. kitaran nitrogen penukaran ditutup untuk mengulangi lagi. Intipati proses kimia yang berlaku dengan sebatian nitrogen dalam alam semula jadi telah dikaji secara terperinci pada awal abad ke-20 oleh saintis Rusia DN Pryanishnikov.

metalurgi serbuk

proses kimia moden dan teknologi membuat sumbangan penting kepada penciptaan bahan-bahan dengan sifat-sifat fizikal dan kimia yang unik. Ini adalah penting, terutama untuk peranti dan peralatan kilang penapis minyak, perusahaan menghasilkan bukan organik asid, pewarna, cat, plastik. Dalam pembuatan mereka penukar haba digunakan, radas kenalan, lajur sintesis, saluran paip. permukaan peralatan adalah dalam hubungan dengan media yang agresif di bawah tekanan tinggi. Selain itu, proses pengeluaran hampir semua kimia yang dijalankan di bawah suhu yang tinggi. Topikal mendapatkan bahan-bahan dengan sifat-sifat rintangan haba dan asid yang tinggi, anti-karat.

Serbuk metalurgi termasuk proses untuk pengeluaran serbuk logam, dan pensinteran pengenalan aloi moden yang digunakan dalam tindak balas dengan bahan-bahan kimia yang agresif.

Composites dan Maksudnya mereka

Antara teknologi moden, proses kimia yang paling penting adalah pengeluaran tindak balas bahan komposit. Ini termasuk buih, sermet norpapalsty. Matriks yang digunakan untuk pengeluaran logam dan aloi, seramik, plastik. Sebagai excipients digunakan kalsium silikat, tanah liat putih, Ferriday strontium dan barium. Semua bahan-bahan di atas memberikan bahan komposit rintangan hentaman, haba dan rintangan haus.

Apakah yang dimaksudkan dengan teknologi kimia

Industri, sains yang berurusan dengan kajian cara-cara dan kaedah yang digunakan dalam tindak balas bahan-bahan mentah pemprosesan: minyak, gas asli, arang batu, mineral, dipanggil teknologi kimia. Dalam erti kata lain, sains proses kimia yang berlaku akibat daripada aktiviti manusia. Semua asas teori sehingga matematik, cybernetics, kimia fizikal, ekonomi perindustrian. Tidak kira apa proses kimia yang terlibat dalam teknologi (menerima asid nitrat penguraian batu kapur, sintesis plastik fenol-formaldehid) - di bawah keadaan semasa ia adalah mustahil tanpa sistem kawalan automatik untuk memudahkan aktiviti manusia, tidak termasuk pencemaran dan memastikan teknologi yang berterusan dan bukan sisa pengeluaran kimia.

Dalam kajian ini, kami telah meneliti contoh-contoh proses kimia, kedua-dua di alam (fotosintesis, disimilasi, kitaran nitrogen) dan dalam industri.