Xúc tác: hàng rào năng lượng thấp hơn, nhưng tổng biến thiên năng lượng vẫn như cũ
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| catalyst/ˈkætəlɪst/ | chất xúc tác |
| catalysed pathway/ˈkætəlaɪzd ˈpæθweɪ/ | quỹ đạo xúc tác |
Điều gì có thể giải thích quan sát này?
- Xúc tác cho phép phản ứng diễn ra nhanh hơn mà không xuất hiện như một chất tham gia bị tiêu thụ trong phương trình tổng quát. Nó thay đổi con đường, chứ không thay đổi danh tính của các chất bắt đầu và kết thúc.
- Bắt đầu bằng một dự đoán. Nêu rõ các đại lượng hoặc đặc điểm bạn sẽ so sánh, sau đó quyết định bằng chứng nào có thể phân biệt hai lời giải thích.
Xây dựng mô hình
- Xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng bằng cách cung cấp một đường đi phản ứng khác với năng lượng hoạt hóa thấp hơn. Chúng không bị tiêu thụ tổng thể, mặc dù có thể tham gia vào các bước trung gian và được tái sinh. Các phản ứng khác nhau cần các xúc tác khác nhau; enzyme đóng vai trò xúc tác trong các hệ thống sinh học. Trên đồ thị năng lượng phản ứng, đường cong có xúc tác có đỉnh thấp hơn nhưng cùng mức chất tham gia và sản phẩm với đường cong không có xúc tác. Do đó, sự thay đổi năng lượng tổng thể không đổi.
- xúc tác: Chất làm tăng tốc độ phản ứng thông qua đường đi có năng lượng hoạt hóa thấp hơn mà không bị tiêu thụ tổng thể; đường đi có xúc tác: Một con đường phản ứng thay thế với rào cản năng lượng hoạt hóa thấp hơn.
Đặc điểm nào thay đổi trên biểu đồ khi thêm chất xúc tác thích hợp?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Chất xúc tác cung cấp một con đường khác với rào cản năng lượng thấp hơn, nên biểu đồ profile phản ứng có xúc tác sẽ có đỉnh thấp hơn. Năng lượng của chất tham gia và sản phẩm - do đó là biến thiên năng lượng tổng quát - vẫn giữ nguyên như cũ.
Ghép mỗi thuật ngữ kỹ thuật với ý nghĩa chính xác của nó.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Sử dụng các định nghĩa để phân biệt các đại lượng và quá trình liên quan.
Chọn bằng chứng có thể kiểm chứng
- Ở cùng nhiệt độ, nhiều hạt va chạm hơn có thể vượt qua yêu cầu năng lượng kích hoạt nhỏ hơn. Điều này không có nghĩa là xúc tác cung cấp năng lượng cho mọi hạt hay làm tăng nhiệt độ theo định nghĩa. Bằng chứng về hành vi xúc tác bao gồm cả việc tăng tốc độ phản ứng và quá trình tái sinh/không tiêu thụ ròng. Một mẫu nhỏ không thay đổi đơn thuần không chứng minh được xúc tác trừ khi hiệu ứng lên tốc độ phản ứng được minh họa. Phương trình tổng quát bỏ qua xúc tác đã tái sinh khỏi danh sách chất tham gia và sản phẩm theo hệ số tỉ lệ.
- So sánh các thí nghiệm có xúc tác và không có xúc tác do giáo viên phê duyệt với lượng chất tham gia, nồng độ, nhiệt độ và thiết bị thu khí giống nhau. Ghi lại các phép đo sản phẩm theo thời gian thay vì chỉ ghi lại thể tích cuối cùng. Sử dụng các xúc tác quy định trong chương trình học khi cần; không học thuộc lòng các tên gọi công nghiệp không liên quan. Các buổi thực hành xúc tác hydro peroxide thực tế cần sử dụng các dung dịch loãng được nhà trường lựa chọn và bảo vệ vì sự phát triển khí nhanh chóng và sự tăng nhiệt có thể xảy ra.
Hai thói quen nào sau đây giúp việc nghiên cứu hoặc mô hình trong trường hợp này trở nên thuyết phục hơn?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Việc nêu rõ các điều kiện và giả thiết giúp người khác lặp lại công việc chính xác, và ghi lại bằng chứng hỗ trợ giúp họ kiểm tra kết luận. Giấu đi các kết quả mâu thuẫn sẽ loại bỏ bằng chứng có thể thách thức một kết luận sai, và một phép đo lường không thể khẳng định một tuyên bố rộng hơn.
Làm việc từ các đại lượng đã biết
- Nêu các giá trị đã biết và đơn vị của chúng. Chọn công thức vì các giả thiết của nó phù hợp với trường hợp này, sau đó biến đổi trước khi thay số.
- Đã biết: một biểu đồ cung cấp có chất tham gia ở 20, sản phẩm ở 5 và đỉnh không có xúc tác ở 80 so với các đơn vị tương đối. Đỉnh có xúc tác nằm ở 50. Cả hai đường đi đều giảm xuống 15 đơn vị về tổng thể; các rào cản khác biệt rõ rệt. Việc đạt đến một điểm kết thúc cố định mất 60 s khi không có xúc tác và 20 s khi có xúc tác tạo ra tỷ lệ ba lần giữa tốc độ trung bình tới điểm kết thúc đó, giả sử lượng đo được như nhau.
Cùng một điểm kết thúc cố định mất 72 s khi không có xúc tác và 24 s khi có xúc tác. Tìm hệ số tăng của tốc độ trung bình. Sử dụng cùng một trình tự: các đại lượng đã biết → mô hình → mối quan hệ → thế số → đơn vị và diễn giải.
Cùng một điểm cố định mất 72 s khi không có xúc tác và 24 s khi có. Tìm hệ số tăng tốc độ trung bình.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Kết quả là 3. Đã biết: điểm kết thúc 72 s khi không có xúc tác, 24 s khi có xúc tác. Tốc độ trung bình tỉ lệ thuận với 1/thời gian đối với cùng một điểm kết thúc, nên hệ số = 72/24 = 3. Phản ứng có xúc tác đạt đến điểm kết thúc nhanh gấp ba lần.
Kiểm tra kết luận và giới hạn của nó
- Không hạ thấp năng lượng sản phẩm khi vẽ đường đi có xúc tác hoặc mô tả xúc tác bị tiêu thụ trong phản ứng tổng thể. Xúc tác không làm tăng lượng sản phẩm cố định từ chất giới hạn. Tại trạng thái cân bằng, nó làm tăng tốc độ cả hai chiều mà không thay đổi thành phần cuối cùng dưới điều kiện cố định; tuyên bố này không yêu cầu tính toán hằng số cân bằng.
- Quay trở lại quan sát ban đầu. Giải thích kết quả hỗ trợ điều gì, những điều kiện nào mà nó giả định, và một cách để kiểm chứng một giải thích cạnh tranh.
Xúc tác phải bị tiêu thụ như một chất tham gia trong phương trình tổng quát. Khẳng định này sai: Xúc tác không thay đổi về mặt hóa học vào cuối phản ứng và bao giờ không xuất hiện trong phương trình tổng quát với vai trò là chất tham gia. Nó tham gia vào đường đi nhưng được tái sinh - một chất bị tiêu thụ là chất tham gia.
Xúc tác: rào cản thấp hơn, sự thay đổi năng lượng tổng thể không đổi: Ở cùng nhiệt độ, nhiều hạt va chạm hơn có thể vượt qua yêu cầu năng lượng kích hoạt nhỏ hơn. Điều này không có nghĩa là xúc tác cung cấp năng lượng cho mọi hạt hay làm tăng nhiệt độ theo định nghĩa. Bằng chứng về hành vi xúc tác bao gồm cả việc tăng tốc độ phản ứng và quá trình tái sinh/không tiêu thụ ròng. Một mẫu nhỏ không thay đổi đơn thuần không chứng minh được xúc tác trừ khi hiệu ứng lên tốc độ phản ứng được minh họa. Phương trình tổng quát bỏ qua xúc tác đã tái sinh khỏi danh sách chất tham gia và sản phẩm theo hệ số tỉ lệ.
Chất xúc tác phải bị tiêu thụ như một chất tham gia trong phương trình tổng quát.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Chất xúc tác không bị thay đổi về mặt hóa học ở cuối phản ứng và không bao giờ xuất hiện trong phương trình tổng quát với vai trò chất tham gia. Nó tham gia vào con đường phản ứng nhưng được tái tạo - một chất bị tiêu hao là chất tham gia.
Một chất làm tăng tốc độ phản ứng thông qua con đường năng lượng hoạt hóa thấp hơn mà không bị tiêu hao về mặt tổng thể: viết thuật ngữ chuyên môn.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
xúc tác nghĩa là một chất làm tăng tốc độ phản ứng thông qua con đường năng lượng hoạt hóa thấp hơn mà không bị tiêu hao về mặt tổng thể.