Hvad er den kemiske proces? Kemisk proces: essensen og rolle i naturen

Gensidig omdannelse af forbindelser observeret i naturen, og forekomme som et resultat af menneskelige aktiviteter kan ses som kemiske processer. Reaktanterne kan være i dem som to eller flere af stofferne i en eller i forskellige tilstande af aggregering. Afhængig af denne skelnes mellem homogene eller heterogene systemer. af de betingelser og særlige træk ved den rolle kemiske processer i naturen vil blive diskuteret i dette dokument.

Hvad der menes med kemisk reaktion

Hvis resultatet af interaktionen af udgangsmaterialerne er udsat for ændringer dele af molekylerne og atomare ladninger kerner er de samme, for eksempel ca. kemiske reaktioner eller processer. Produkter dannet som et resultat af deres kursus, manden, der anvendes i industrien, landbruget og husholdningerne. Et stort antal interaktioner mellem stofferne forekommer, som i levende og ikke levende i naturen. Kemiske processer er grundlæggende forskel fra fysiske fænomener og egenskaber af radioaktivitet. I disse nye stoffer dannet molekyle, hvorimod fysiske processer ikke ændre sammensætningen af forbindelser, og nukleare reaktioner forekommer atomer nye kemiske elementer.

Betingelser for proceskemien

De kan være forskellige og afhænger primært af naturen af den nødvendige reagenser energitilførsel udefra, såvel som tilstanden af aggregering (faste stoffer, opløsninger, gasser), hvori processen foregår. Den kemiske mekanisme for interaktionen mellem et to eller flere forbindelser kan udføres under indvirkning af katalysatorer (fx salpetersyre), temperatur (produktion af ammoniak), let energi (fotosyntese). Med hjælp af enzymer i den levende karakter af kemisk reaktion processer gæring udbredt (alkohol, mælkesyre, smørsyre), der anvendes i fødevarer og mikrobiologiske industrier. For produkter i organisk syntese industri, en af de vigtigste betingelser er tilstedeværelsen af en fri radikal-mekanisme den kemiske proces. Et eksempel ville være fremstillingen af chloreret methan (dichlormethan, trichlormethan, tetrachlormethan produceret som følge af kædereaktioner.

homogen katalyse

De er specielle typer af kontakt mellem to eller flere stoffer. Essensen af de kemiske processer, der forekommer i homogen fase (fx gas - gas), der involverer reaktionsacceleratorer, er at drive reaktionerne i hele volumenblandinger. Hvis katalysatoren er i samme aggregattilstand, og at reaktanterne, det danner komplekser med de bevægelige mellemliggende udgangsforbindelserne.

Homogen katalyse - en grundlæggende kemisk proces udføres for eksempel ved olieraffinering, produktion af benzin, naphtha, gasolie, og andre brændstoffer. Det anvendes teknologier som reformering, isomerisering, katalytisk krakning.

heterogen katalyse

I tilfælde af heterogen katalyse, kontakten mellem reaktanterne forekommer oftest på en fast overflade af katalysatoren. Det dannede de såkaldte aktive steder. It regioner, hvor interaktionen af reaktanterne er meget hurtig, dvs. reaktionshastigheden er høj. De er arts-specifikke, og spiller en vigtig rolle også i tilfælde af, at de kemiske processer, der finder sted i levende celler. Så taler om stofskifte - metaboliske reaktioner. Eksempler på heterogen katalyse er den industrielle fremstilling af syren sulfat. Kontaktoren gasformig blanding af svovldioxid og oxygen opvarmes og ledes gennem en blyindfattede hylder fyldt med partikelformet pulver af vanadiumoxid, vanadylsulfat eller VOSO _4. Det resulterende produkt - svovltrioxid derefter absorberes af koncentreret svovlsyre. Dannet væske, kaldet oleum. Det kan fortyndes med vand til opnåelse af den ønskede koncentration af syre sulfat.

Funktioner termokemiske reaktioner

Isolering eller absorption af energi i form af varme er af praktisk betydning. Det tilstrækkeligt at bemærke forbrændingsbrændslet reaktion: naturgas, kul, tørv. De repræsenterer fysiske og kemiske processer, den vigtige egenskab er forbrændingsvarmen. Termiske reaktioner er udbredt i den organiske verden, og i den livløse natur. For eksempel under fordøjelsen spaltning af proteiner, lipider og carbohydrater under påvirkning af biologisk aktive stoffer - enzymer.

Den frigivne energi lagres i form af energirige bindinger i ATP molekyler. forstillelsesprocesser reaktioner ledsaget af frigivelse af energi, hvoraf en del er spredes som varme. Som et resultat af fordøjelsen, hvert gram protein giver 17 kJ 2 stivelse - 17, 2 kJ fedt - 38,9 kJ. Kemiske processer, der opstår med frigivelse af energi kaldes exoterm, og med dets absorption - endoterm. I industrien organisk syntese og andre teknologier beregnet termiske effekter termokemiske reaktioner. Dette er vigtigt, for eksempel for at beregne mængden af energi, der anvendes til opvarmning af syntesereaktorer og søjler, i hvilke reaktioner finder sted ledsaget af absorptionen af varme korrekt.

Kinetik og dens rolle i teorien om kemiske processer

Beregningen hastighed de reagerende partikler (molekyler, ioner) - det store problem for industrien. Hendes løsning giver økonomiske fordele og lønsomhed af teknologiske cyklusser i den kemiske industri. For at øge hastigheden på en sådan reaktion, såsom ammoniaksyntese afgørende faktorer er trykvariationen i gasblanding af nitrogen og hydrogen til 30 MPa, og forhindre en kraftig stigning i temperatur (optimale temperatur er 450- 550 ° C).

Kemiske processer, der anvendes til fremstilling af sulfaterede syrer, nemlig pyrit afbrænding, oxidation af svovldioxid, svovltrioxid, er oleum absorption udføres under forskellige betingelser. For at gøre dette, skal du bruge ovnen pyrit og kontaktorer. De tager hensyn koncentrationerne af reaktanter, temperaturen og trykket. Alle disse faktorer er korreleret til at reagere med den største hastighed, hvilket øger surt sulfat til opnåelse af 96-98%.

Cirkulation af stoffer, både fysiske og kemiske processer i naturen

Kendt ordsprog "Movement - is life" kan anvendes på kemiske elementer, der indgår i de forskellige typer af interaktion (reaktionsforbindelse, substitution, nedbrydning, udveksling). Molekyler og atomer af grundstoffer, der ankommer i en kontinuerlig bevægelse. Som forskerne, alle ovennævnte typer af kemiske reaktioner kan være ledsaget af fysiske fænomener: varmeafgivelse eller absorptionen af fotoner med lysstråler, ændring af tilstanden af aggregering. Disse processer forekommer i hver skal af Jorden: lithosfære, hydrosfæren og atmosfære, biosfæren. Den mest markante af disse er de cykler af stoffer, såsom oxygen, carbondioxid og nitrogen. I det følgende betragter vi titlen som kvælstof cirkulation forekommer i atmosfæren, jord, og levende organismer.

Interomdannelse Nitrogen og forbindelser

Det er velkendt, at nitrogen er en væsentlig del af proteinet, og dermed deltager i dannelsen af enhver og alle arter af liv på jorden. Nitrogen optages af planter og dyr i form af ioner: ammonium, nitrat og nitrit-ion. Planter som følge af fotosyntese formular ikke blot glucose, men også aminosyrer, glycerol, fedtsyrer. Alle de ovennævnte kemiske forbindelser er produkterne fra reaktioner, der forekommer i Calvin cyklussen. Den enestående russiske videnskabsmand K. Timiryazevgaden, talte om den kosmiske rolle grønne planter, i betragtning, i særdeleshed, og deres evne til at syntetisere proteiner.

Planteædere er peptider fra vegetabilske fødevarer, og kødædere - kød af ofrene. På det tidspunkt under indflydelse af jordbakterier saprotrophic rådnende rester af planter og dyr der er komplekse biologiske og kemiske processer. Som et resultat af deres kvælstof fra organiske forbindelser fortsætter til uorganisk formular (ammoniak dannet, frit kvælstof, nitrater og nitritter). Vender tilbage til atmosfæren og jord, alle disse stoffer optages af planter igen. Nitrogen ind i huden gennem stomata af blade, og opløsninger af salpetersyre og salpetersyrling og salte deraf absorberes af rodhår af planterødderne. nitrogenomdannelse cyklus er lukket for gentage igen. Essensen af de kemiske processer, der finder sted med kvælstofforbindelser i naturen er blevet undersøgt i detaljer i begyndelsen af det 20. århundrede af russiske videnskabsmand DN Pryanishnikov.

pulvermetallurgi

Moderne kemiske processer og teknologier yder et væsentligt bidrag til skabelsen af materialer med unikke fysiske og kemiske egenskaber. Dette er særlig vigtigt, især for indretninger og udstyr af olieraffinaderier, virksomheder, der producerer uorganiske syrer, farvestoffer, malinger, plast. Ved deres fremstilling anvendes varmevekslere, kontakt apparat, syntese kolonne, rørledninger. udstyr overflade er i kontakt med aggressive medier under højt tryk. Desuden udføres næsten alle kemiske produktionsprocesser under høje temperaturer. Topisk er at opnå materialer med høj termisk og syreresistens, anti-korrosionsegenskaber.

Pulvermetallurgi indbefatter fremgangsmåder til fremstilling af metalpulvere, og sintring af indførelsen af de moderne legeringer, der anvendes i reaktioner med kemisk aggressive stoffer.

Composites og deres betydning

Blandt moderne teknologi, de vigtigste kemiske processer er reaktionen produktion af kompositmaterialer. Disse indbefatter skum, cermets norpapalsty. Som matrix anvendes til fremstilling af metaller og legeringer, keramik, plast. Som excipienser, der anvendes calciumsilicat, hvidt ler, Ferriday strontium og barium. Alle de ovennævnte stoffer giver kompositmaterialer slagfaste, varme og slidstyrke.

Hvad er en kemisk teknologi

Industri, videnskab beskæftiger sig med studiet af de midler og metoder, der anvendes i reaktionerne i råvareforarbejdningsindustrien: olie, naturgas, kul, mineraler, kaldet kemisk teknologi. Med andre ord, videnskaben om kemiske processer, der forekommer som følge af menneskelig aktivitet. Alle sine teoretisk grundlag op matematik, kybernetik, fysisk kemi, industriøkonomi. Uanset hvad den kemiske proces involveret i teknologi (modtagende nitrat syredekomponering af kalksten, syntesen af phenol-formaldehyd-plast) - under de nuværende betingelser, det er umuligt uden automatiske kontrolsystem til at lette menneskelig aktivitet, bortset fra forurening og sikre en kontinuerlig og ikke-affald teknologi af kemisk produktion.

I denne undersøgelse undersøgte vi eksempler på kemiske processer, både i naturen (fotosyntese, dissimilation, kvælstofkredsløbet) og i industrien.