18. Графік - консультація.

Решта – конспект.

19. ФОТОХІМІЧНІ РЕАКЦІЇ, хім. р-ції, що протікають під дією світла. Поглинання фотона з довжиною хвилі ~ 100-1500 нм, чому відповідає енергія 0,8-12,4 ев (80-1200 кДж/моль), викликає квантовий перехід молекули в-ва з основного електронного стану в одне з збуджених станів або фотоионизацию - відщеплення електрона і освіта катіон-радикала. Порушені стану молекул мають відмінну від основного стану електронну структуру і, як правило, більш високу реакційну здатність. Молекули вступають в хім. р-ції, первинні продукти до яких (іони, радикали, ізомери) найчастіше виявляються нестабільними. Кінцеві продукти фотохімічних реакцій з'являються в результаті звичайних терміч. р-ций, до-які протікають або безпосередньо з участю первинних частинок, або як ряд послідовних хім. перетворень.

До числа найважливіших фотохімічних реакцій, які мають практичне значення, відносять реакції утворення озону з молекулярного кисню під дією ультрафіолетової радіації Сонця:

O₂ + hυ → O₂^* + O₂ → O₃ + O.

Озон, що утворюється, поглинає ультрафіолетову радіацію Сонця в області 250–260 нм, яка згубно діє на живі організми. До другої важливої фотохімічної реакції відносять реакцію виділення кисню і асиміляція двоокису вуглецю в процесі фотосинтезу. Фотохімічне розкладання броміду срібла лежить в основі фотографічного процесу.

Застосування: Фотографія і отримання фотозображень. Фотографія - це спосіб отримання видимого зображення об'єктів за допомогою світла. Техніка отримання фотозображень широко застосовується при ксерокопіюванні, виготовлення друкованих плат, інтегральних схем і комутаторів на друкованих схемах, а також різних деталей, наприклад сіток електробритв і затворів фото - і кінокамер. У багатьох випадках при цьому використовуються фоторезисти - матеріали, властивості яких змінюються під дією світла. Так, на світлі може змінюватися розчинність матеріалу, нанесеного на поверхню, де хочуть отримати зображення.

20 Ланцюгові реакції - хімічні та ядерні реакції, в яких поява активної частки ( вільного радикала або атома в хімічних, нейтрона в ядерних процесах) викликає велике число (ланцюг) послідовних перетворень неактивних молекул або ядер. Вільні радикали і багато атоми, на відміну від молекул, володіють вільними ненасиченими валентностями (непарним електроном), що призводить до їх взаємодії з вихідними молекулами. При зіткненні вільного радикала (R ⁾ з молекулою відбувається розрив однієї з валентних зв'язків останньої, і, таким чином, в результаті реакції утворюється новий вільний радикал, який, в свою чергу, реагує з іншою молекулою - відбувається ланцюгова реакція.

До ланцюговим реакціям (в хімії) відносяться процеси окислення ( горіння, вибух), крекінгу, полімеризації та інші, широко застосовуються в хімічній і нафтовій промисловості.

В ядерних ланцюгових реакціях (які були так названі за аналогією з хімічними) активними частками є нейтрони, які ініціюють один з видів ядерної реакції - поділ ядер. Ланцюгова ядерна реакція є основою для ядерної енергетики і ядерної зброї.

21

Радіо́ліз — розклад хімічних сполук під дією йонізуючого випромінювання з утворенням вільних радикалів. Предмет вивчення радіаційної хімії.

Радіоліз води:

Гідроксильна група

 пероксид водню

22. Каталіз — зміна швидкостей хімічних реакцій чи їх збудження внаслідок дії речовин (каталізаторів), які беруть участь у процесах, однак не входять до складу кінцевих продуктів. Зазвичай під терміном каталіз розуміють явище, коли в присутності каталізатора відбувається «позитивний каталіз», тобто збільшення швидкості реакції.

Каталізатор може багаторазово брати участь у хімічних взаємодіях, у кількості набагато меншій за кількість реагуючих речовин. Також застосовуються речовини, що сповільнюють хід реакції — інгібітори або антикаталізатори.

Гомогенний каталіз. Гомогенним каталізом називають такий каталіз, у ході якого складові сировини та каталізатор перебувають в одному агрегатному стані, найчастіше це газ або рідина.

Наприклад, виробництво етилового спирту з етилену гідратацією

Гідратацією називають приєднання води до різних речовин.

Роль каталізатора виконує сірчана кислота (H2S04).

Гомогенний каталіз відбувається з великою швидкістю. Проте він має такі недоліки:

ü складно відділити каталізатор від готової продукції;

ü забруднення отриманої продукції каталізатором,

ü втрати каталізатора.

23 Гетерогенний каталіз. Гетерогенним каталізом називають такий каталіз, в ході якого складові сировини та каталізатор перебувають у різних агрегатних станах.

Каталізна реакція проходить на межі фаз. каталізатор - реагуючі речовини.

Процес гетерогенного каталізу, що проходить на поверхні твердого каталізатора складається з кількох стадій.

1) дифузія складових сировини до поверхні каталізатора;

2) адсорбція їх на поверхні каталізатора з утворенням нестійких комплексів (сировина ↔каталізатор);

3) перегрупування атомів з утворенням нових комплексів (утворена продукція ↔ каталізатор);

4) десорбція продукції з поверхні каталізатора;

5) дифузія продукції від поверхні каталізатора в зону виходу.

Швидкість кожної стадії залежить від багатьох чинників температури, тиску, концентрації, часу контактування, швидкості перемішування суміші тощо. Залежно від того, яка з цих стадій лімітуюча, цю і використовують для збільшення швидкості процесу. Наприклад, якщо лімітуючою стадією є дифузія, то для збільшення швидкості процесу треба змінити швидкість перемішування сировини.

Гетерогенний каталіз позбавлений недоліків, які має гомогенний.

24 Ферментативний каталіз використовується людьми тисячі років, задовго до появи самого поняття "каталіз". Отримання молочно-кислих продуктів, сиру, приготування тіста, вина, барвників та ін продуктів включало застосування ферментативних процесів. Технологія цих процесів передавалася з покоління в покоління і була емпірично відпрацьована до досконалості.Вважають, що в еволюції життя і появу складних біологічних систем (включаючи людину) важливу роль зіграв ферментативний каталіз.

Ферменти (ензими) - біологічні каталізатори володіють унікальними властивостями: високою продуктивністю у розрахунку на один реакційний центр і селективністю, пов'язаної зі специфічністю дії. Працюють ферменти в дуже м'яких умовах, при атмосферному тиску і температурі до 40 ^о. У біологічних системах відсутні неводні розчинники та сильні кислоти та основи (рН ≈ 7). Наприклад фермент уреаза гідролізує тільки молекули сечовини, не звертаючи уваги на інші аміди, і робить це набагато ефективніше звичайних кислотних каталізаторів.

25 Адсо́рбція  — вибіркове поглинання речовини з газового чи рідкого середовища поверхневим шаром твердого тіла(адсорбенту) чи рідини. Компонент що поглинається, який вміщується в суцільному середовищі (газі, рідині), називають адсорбтивом, а той що вміщується в адсорбенті— адсорбатом. Наприклад, активоване вугілля адсорбує гази. Це явище треба відрізняти від абсорбції.

Види

Розрізняють фізичну адсорбцію і хемосорбцію.

Фізична адсорбція зумовлена ван-дер-ваальсовими, або електростатичними, силами притягання частинок адсорбованої речовини до частинок адсорбенту.

При хемосорбції молекули поглинутої речовини вступають у хімічну реакцію з молекулами адсорбенту.

Оборотність процесу фізичної адсорбції створює сприятливі умови для послідовного проведення процесів адсорбції (поглинання речовини адсорбентом) та десорбції (вилучення з адсорбенту поглиненої речовини). Адсорбція широко застосовується в адсорбційній техніці, лежить в основі очистки, розділення газів та рідин тощо.