Care este procesul chimic? proces chimic: esența și rolul în natură

conversie reciprocă a compușilor observate în natură, și apar ca rezultat al activității umane poate fi văzută ca procese chimice. Reactanții pot fi în ele ca două sau mai multe substanțe într-una sau în diferite stări de agregare. În funcție de această distincție se face între sistemele omogene sau eterogene. a condițiilor și caracteristicile speciale ale rolului proceselor chimice în natură vor fi discutate în această lucrare.

Ceea ce se înțelege prin reacție chimică

Dacă rezultatul interacțiunii dintre materiile prime sunt supuse modifica părți ale moleculelor și taxele atomice nuclee sunt aceleași, spune despre reacții sau procese chimice. Produsele formate ca urmare a cursului lor, omul utilizat în industrie, agricultură și gospodării. Un număr foarte mare de interacțiuni între substanțele are loc, la fel ca în viață și de nonliving în natură. procesele chimice sunt diferențe de bază de fenomene fizice și proprietățile de radioactivitate. In aceste substanțe noi formate moleculă, în timp ce procese fizice nu alterează compoziția compușilor și reacțiile nucleare apar atomi noi elemente chimice.

Condițiile de chimie proces

Ele pot fi diferite și depind în primul rând de natura reactivilor aportul de energie necesar din exterior, precum și starea de agregare (solide, soluții, gaze), în care are loc procesul. Mecanismul chimic al interacțiunii dintre un doi sau mai mulți compuși pot fi realizate sub acțiunea catalizatorilor (de exemplu, acid azotic), temperatura (producția de amoniac), energia luminii (fotosinteză). Cu ajutorul enzimelor în natura vie a reacției chimice a proceselor de fermentație pe scară largă (alcool, acid lactic, acid butiric), utilizat în industria alimentară și microbiologică. Pentru produsele din industria de sinteză organică, una dintre principalele condiții este prezența unui mecanism de radicali liberi a procesului chimic. Un exemplu ar fi prepararea metan clorurat (diclormetan, triclormetan, tetraclorură de carbon produs ca urmare a reacțiilor în lanț.

cataliza omogenă

Acestea sunt tipuri speciale de contact între două sau mai multe substanțe. Esența proceselor chimice care au loc în fază omogenă (de exemplu, gaz - gaz) care implică acceleratori de reacție, să se desfășoare reacțiile în întregul amestecuri de volum. Dacă catalizatorul este în aceeași stare agregată și că reactanții, se formează complecși cu compușii inițiali intermediari mobile.

Omogen catalizei - un proces chimic de bază se realizează, de exemplu, în rafinarea petrolului, producția de benzină, nafta, motorină și alți combustibili. Este folosit tehnologii cum ar fi reformarea, izomerizare, cracare catalitică.

cataliza heterogenă

În cazul catalizei eterogene, contactul dintre reactanți apare cel mai adesea pe o suprafață solidă a catalizatorului. Sa format așa-numitele site-uri activi. regiuni acesta , în care interacțiunea reactanților este foarte rapidă, adică viteza de reacție este ridicată. Acestea sunt specii-specifice, și joacă un rol important, de asemenea, în cazul în care procesele chimice care au loc în celulele vii. Apoi, vorbim despre metabolism - reacțiile metabolice. Exemple de cataliză heterogenă este prepararea industrială a sulfatului de acid. Amestecul gazos contactorului de dioxid de sulf și oxigen este încălzit și trecut printr - o rafturi zabrele umplut cu pulbere sub formă de particule de oxid de vanadiu, sulfat de vanadil sau VOSO _4. Produsul rezultat - trioxidul de sulf este apoi absorbit de acid sulfuric concentrat. lichid format, numit oleum. Acesta poate fi diluat cu apă pentru a obține concentrația dorită de sulfat de acid.

Caracteristici reacții termochimice

Izolarea sau absorbția de energie sub formă de căldură este de o importanță practică. Este suficient să amintim reacția de ardere a combustibilului: gaz natural, cărbune, turbă. Ele reprezintă procese fizice și chimice, caracteristica importantă este căldura de combustie. Reacțiile termice sunt larg răspândite în lumea organică, și în natură neînsuflețită. De exemplu, în timpul clivajului digestiei proteinelor, lipidelor și carbohidraților sub influența substanțelor biologic active - enzime.

Energia eliberată este stocată sub formă de obligațiuni bogate în energie ale moleculelor ATP. Reacțiile disimilație însoțite de eliberarea de energie, din care o parte este disipată sub formă de căldură. Ca rezultat al digestiei, fiecare gram de proteine furnizează 17 kJ 2 amidon - 17, 2 kJ grăsime - 38.9 kJ. procese chimice care au loc cu eliberarea de energie sunt numite exotermă și cu absorbția acestuia - endoterm. In industrie, sinteze organice și alte tehnologii calculate efectele termice reacțiilor termochimice. Acest lucru este important, de exemplu, pentru a calcula corect cantitatea de energie utilizată pentru încălzirea reactoarelor și coloane de sinteză, în care au loc reacții însoțite de absorbția căldurii.

Cinetica și rolul său în teoria proceselor chimice

Viteza de calcul a particulelor reactive (molecule, ioni) - principala problemă cu care se confruntă industria. Soluție ei oferă beneficii economice și a rentabilității ciclurilor tehnologice în industria chimică. Pentru a mări viteza de o astfel de reacție, cum ar fi sinteza amoniacului factori decisivi sunt variația presiunii în amestecul de gaz de azot și hidrogen la 30 MPa, și prevenind o creștere bruscă a temperaturii (temperatura optimă este 450- 550 ° C).

procese chimice utilizate la fabricarea acizilor sulfatate, și anume arderea pirita, oxidarea dioxidului de sulf, trioxid de sulf, absorbția oleum este efectuată în diferite condiții. Pentru a face acest lucru, utilizați pirită cuptorului și contactoare. Ele iau în considerare concentrațiile reactanților, temperatura și presiunea. Toți acești factori sunt corelate pentru a reacționa cu cea mai mare viteză, ceea ce crește sulfatul acid pentru a obține 96-98%.

Circulation substanțelor, ambele procese fizice și chimice în natură

adage Cunoscut „Mișcarea - este viața“ poate fi aplicat elementelor chimice care intră în diferitele tipuri de interacțiune (compus reacție, substituție, descompunere, schimb). Molecule și atomi de elemente chimice care ajung într-o mișcare continuă. Ca oamenii de știință, toate cele de mai sus tipuri de reacții chimice pot fi însoțite de fenomene fizice: eliberare de căldură sau absorbția de fotoni de raze de lumină, schimbarea stării de agregare. Aceste procese au loc în fiecare coajă Pământului: litosfera, hidrosfera si atmosfera, biosfera. Cele mai importante dintre acestea sunt ciclurile de substanțe, cum ar fi oxigenul, dioxidul de carbon și azot. În cele ce urmează considerăm titlul ca circulația azotului are loc în atmosferă, sol, și a organismelor vii.

Interconversia de azot și compușii săi

Este bine cunoscut faptul că azotul este o parte esențială a proteinei, și, astfel, participă la formarea oricărei și toate speciile vieții pe pământ. Azotul este absorbit de plante și animale sub formă de ioni: amoniu, nitrat și ioni de nitrit. Plantele rezultate din nu sub formă de fotosinteză numai glucoza, ci, de asemenea, aminoacizi, glicerol, acizi grași. Toți compușii chimici de mai sus sunt produșii reacțiilor care apar în ciclul Calvin. Remarcabila om de știință rus K. Timiryazev, a vorbit despre rolul cosmic al plantelor verzi, având în vedere, în special, precum și capacitatea lor de a sintetiza proteine.

Ierbivore sunt peptide din alimente vegetale, și carnivore - carnea victimelor. La momentul sub influența bacteriilor din sol saprotrofe putrezire resturi de plante și animale există procese biologice și chimice complexe. Ca urmare a azotului lor din compuși organici procedează la forma anorganică (amoniac format, fără azot, nitrați și nitriți). Revenind la atmosfera și solul, toate aceste substanțe absorbite de plante din nou. Azotul pătrunde în piele prin stomatele frunzelor, și soluții de acid azotic și acid azotos și sărurile acestora sunt absorbite de perii de rădăcină de rădăcinile plantelor. ciclu de conversie de azot este închis pentru a repeta din nou. Esența proceselor chimice care au loc cu compuși ai azotului în natură a fost studiată în detaliu la începutul secolului 20 de către om de știință rus DN Pryanishnikov.

metalurgia pulberilor

procese chimice și tehnologii moderne aduc o contribuție semnificativă la crearea de materiale cu proprietăți fizice și chimice unice. Acest lucru este deosebit de important, în special pentru dispozitive și echipamente de rafinării de petrol, întreprinderile producătoare anorganice acizi, coloranți, vopsele, materiale plastice. In fabricarea lor sunt folosite schimbătoare de căldură, aparate de contact, coloana de sinteză, conducte. Suprafața echipamentelor este în contact cu medii agresive sub presiune ridicată. Mai mult decât atât, procesele de producție aproape toate chimice sunt efectuate la temperaturi ridicate. Topica este obținerea de materiale cu proprietăți de rezistență termică și acid ridicat, anti-coroziune.

metalurgia pulberilor include procedee pentru producerea de pulberi metalice, și sinterizarea introducerea aliajelor moderne utilizate în reacțiile cu substanțe chimice agresive.

Compozite si semnificatia lor

Printre tehnologiile moderne, cele mai importante procese chimice sunt producerea de reacție a materialelor compozite. Acestea includ spumă, metaloceramicele norpapalsty. Deoarece matricea utilizată pentru producerea de metale și aliaje, ceramica, materiale plastice. Ca excipienți utilizați silicat de calciu, argilă albă, Ferriday stronțiu și bariu. Toate substanțele menționate conferă materialelor compozite rezistență la impact, căldură și rezistență la uzură.

Ce este o tehnologie chimică

Industrie, știință care se ocupă cu studiul mijloacelor și metodelor utilizate în reacțiile de prime de prelucrare a materialelor: petrol, gaze naturale, cărbune, minerale, numita tehnologie chimică. Cu alte cuvinte, știința proceselor chimice care au loc ca rezultat al activității umane. Toate bazei sale teoretice up matematică, cibernetică, chimie fizică, economia industrială. Indiferent de procesul chimic implicat în tehnologia (care primesc descompunerea acidului nitrat de calcar, sinteza materialelor plastice fenol-formaldehidice) - în condițiile actuale este imposibil fără sisteme de control automatizate pentru a facilita activitatea umană, cu excepția poluării și să asigure o tehnologie continuă și non-deșeuri de producție chimice.

In acest studiu, am analizat exemplele de procese chimice, atât în natură (fotosinteza, disimilație, ciclul azotului) și în industrie.