Hva er den kjemiske prosessen? Kjemisk prosess: essensen og rolle i naturen

Gjensidig omdannelse av forbindelsene er observert i naturen, og oppstår som følge av menneskelig aktivitet kan ses som kjemiske prosesser. Reaktantene kan foreligge i dem som to eller flere av stoffene i den ene eller i forskjellige aggregattilstander. Avhengig av denne skilles mellom homogene eller heterogene systemer. av de betingelser og særtrekk ved den rolle av kjemiske prosesser i naturen vil bli diskutert i dette papiret.

Hva menes med kjemisk reaksjon

Hvis resultatet av vekselvirkningen mellom de utgangsmaterialer kan endres deler av molekylene og atomkjernene ladninger er de samme, si om kjemiske reaksjoner eller prosesser. Produkter dannet som et resultat av sine kurs, mannen brukt i industri, jordbruk og husholdninger. Et stort antall interaksjoner mellom stoffene forekommer, som i levende og ikke-levende i naturen. Kjemiske prosesser er grunnleggende forskjell fra fysiske fenomener og egenskaper av radioaktivitet. I disse nye stoffer dannet molekyl, mens fysiske prosessene som ikke endrer sammensetningen av forbindelser, og kjernereaksjoner som forekommer atomer nye kjemiske elementer.

Betingelsene for prosesskjemi

De kan være forskjellige, og er i hovedsak avhengig av arten av den nødvendige energitilførsel reagenser fra utsiden, så vel som tilstanden for aggregering (faste stoffer, oppløsninger eller gasser) der prosessen finner sted. Den kjemiske mekanisme av interaksjonen mellom en to eller flere forbindelser kan utføres under påvirkning av katalysatorer (f.eks, salpetersyre), temperatur (produksjon av ammoniakk), for lysenergi (fotosyntese). Med hjelp av enzymer i det levende arten av kjemisk reaksjon prosesser gjæring utbredt (alkohol, melkesyre, smørsyre) anvendes i mat og mikrobiologiske industri. For produkter i organisk syntese industrien, er en av de viktigste betingelsene nærvær av en fri-radikal mekanisme av den kjemiske prosessen. Et eksempel er ved fremstilling av klorerte metan (diklormetan, triklormetan, karbontetraklorid produsert som følge av kjedereaksjoner.

homogen katalyse

De er spesielle typer kontakt mellom to eller flere stoffer. Essensen av de kjemiske prosesser som skjer i homogen fase (for eksempel gass - gass) som involverer reaksjonsakseleratorer, er å gjennomføre reaksjonene i hele volumet blandinger. Hvis katalysatoren er i samme aggregattilstand, og at reaktantene, det danner komplekser med de bevegelige mellomliggende utgangsforbindelser.

Homogen katalyse - en basisk kjemisk prosess utføres, for eksempel i oljeraffinering, produksjon av bensin, nafta, gassolje, og andre brennstoffer. Den brukes teknologier som reforming, isomerisasjon, katalytisk cracking.

heterogen katalyse

I tilfelle av heterogen katalyse, kontakten av reaktantene skjer som oftest på en fast overflate av katalysatoren. Det dannet de såkalte aktive nettsteder. Det geografiske regioner hvor interaksjonen mellom reaktantene er meget hurtig, dvs. er reaksjonshastigheten høy. De er artsspesifikke, og spiller en viktig rolle også i det tilfelle at de kjemiske prosessene som foregår i levende celler. Da snakker om stoffskifte - metabolske reaksjoner. Eksempler på heterogen katalyse er også den industrielle fremstillingen av surt sulfat. Kontaktoren gassformig blanding av svoveldioksyd og oksygen varmes opp og føres gjennom en gitter hyller fylt med partikulært pulver vanadiumoxyd, vanadyl-sulfat eller VOSO _4. Det resulterende produkt - svoveltrioksyd absorberes deretter med konsentrert svovelsyre. Dannet væske, kalt oleum. Det kan fortynnes med vann for å oppnå den ønskede konsentrasjon av syre-sulfat.

Funksjoner termo reaksjoner

Isolering eller absorpsjon av energi i form av varme er av praktisk betydning. Det er nok å huske brenselforbrenningsreaksjonen: naturgass, kull, torv. De representerer fysiske og kjemiske prosesser, er det viktig karakteristikk varmen fra forbrenningen. Termiske reaksjoner er utbredt i den organiske verden, og i livløse naturen. For eksempel, under fordøyelsen spalting av proteiner, lipider og karbohydrater under påvirkning av biologisk aktive stoffer - enzymer.

Den frigjorte energi er lagret i form av energirike bånd av ATP-molekyler. dissimilasjon reaksjoner ledsaget av frigjøring av energi, hvorav en del er som spres som varme. Som et resultat av fordøyelsen, hvert gram protein gir 17 kJ to stivelse - 17, 2 kJ fett - 38,9 kJ. Kjemiske prosesser som skjer med frigjøring av energi kalles eksoterm, og med dens absorpsjon - endoterm. I industrien, organisk syntese og andre teknologier beregnet termiske effekter termokjemiske reaksjoner. Dette er viktig, for eksempel for å korrekt beregne mengden av energi som brukes for å oppvarme syntesereaktorene og kolonner, hvor reaksjoner finner sted fulgt av absorpsjon av varme.

Kinetikk og dens rolle i teorien om kjemiske prosesser

Beregningen hastigheten av de reagerende partikler (molekyler, ioner) - Hovedproblemene som industrien. Hennes løsning gir økonomiske fordeler og lønnsomhet av teknologiske sykluser i den kjemiske industrien. For å øke hastigheten til en slik reaksjon, slik som ammoniakk-syntese avgjørende faktorer er trykkvariasjonen i den gassblanding av nitrogen og hydrogen til 30 MPa, og hindrer en kraftig økning i temperatur (optimal temperatur er 450- 550 ° C).

Kjemiske prosesser som anvendes i fremstillingen av sulfaterte syrer, nemlig pyritt brenning, oksydasjon av svoveldioksyd, svoveltrioksyd, oleum er absorpsjonen utføres under forskjellige betingelser. For å gjøre dette, bruker ovnen svovelkis og kontaktorer. De tar hensyn til konsentrasjonene av reaktanter, temperatur og trykk. Alle disse faktorene er korrelert til å reagere med den største hastighet, noe som øker syresulfat for å gi 96-98%.

Sirkulasjon av stoffer, både fysiske og kjemiske prosesser i naturen

Kjent munnhell "Movement - er life" kan brukes til kjemiske elementer som kommer inn i de forskjellige typer vekselvirkning (reaksjon forbindelse, substitusjon, dekomponering, utveksling). Molekyler og atomer av kjemiske elementer som ankommer i en kontinuerlig bevegelse. Som forskerne, alle de ovennevnte typer av kjemiske reaksjoner som kan være ledsaget av fysiske fenomener: varmeavgivelse eller absorpsjon av fotoner av lysstråler, endrer tilstanden av aggregering. Disse prosessene skjer i hvert skall av jorden: lithosfære, hydro, og atmosfæren, biosfæren. Den mest betydningsfulle av disse er sykluser av stoffer slik som oksygen, karbondioksyd og nitrogen. I det følgende ser vi tittelen som nitrogen sirkulasjon skjer i atmosfæren, jord og levende organismer.

Interkonversjon Nitrogen og dets forbindelser

Det er vel kjent at nitrogen er en vesentlig del av proteinet, og således deltar i dannelsen av en hvilken som helst og alle arter av livet på jorden. Nitrogen er absorbert av planter og dyr i form av ioner: ammonium, nitrat og nitritt-ion. Planter som resulterer fra fotosyntesen formen ikke bare glukose, men også aminosyrer, glyserol, fettsyrer. Alle de ovennevnte kjemiske forbindelser er produkter av reaksjoner som forekommer i den Calvin syklus. Den fremragende russiske vitenskapsmannen K. Timiryazev, snakket om den kosmiske rolle grønne planter, med tanke, i særdeleshet, og deres evne til å syntetisere proteiner.

Planteetere er peptider fra planteføde, og rovdyr - kjøtt av ofrene. På den tiden under påvirkning av jordbakterier saprotrophic råtnende rester av planter og dyr er det komplekse biologiske og kjemiske prosesser. Som et resultat av deres nitrogen fra organiske forbindelser som fortsetter til uorganisk form (ammoniakk dannet, fri nitrogen, nitrater og nitritter). Retur til atmosfæren og jord, alle disse stoffene absorberes av planter på nytt. Nitrogen inn i huden gjennom stomata av blader, og oppløsninger av salpetersyre og salpetersyrling og deres salter absorberes av rothår av planterøttene. nitrogen omdannelse Syklusen er lukket for å gjenta igjen. Essensen av de kjemiske prosesser som finner sted med nitrogenholdige forbindelser i naturen er blitt studert i detalj ved begynnelsen av det 20. århundre av russiske forskere DN Pryanishnikov.

pulver

Moderne kjemiske prosesser og teknologier gjør et betydelig bidrag til etableringen av materialer med unike fysiske og kjemiske egenskaper. Dette er spesielt viktig, særlig for anordninger og utstyr for oljeraffinerier, bedrifter som produserer uorganiske syrer, fargestoffer, malinger, plast. I deres fremstilling varmevekslere brukes, kontaktapparat, syntesekolonnen, rørledninger. utstyr overflate er i kontakt med aggressive medier under høyt trykk. Videre er nesten alle kjemiske produksjonsprosesser som utføres ved høye temperaturer. Aktuelt er å skaffe materialer med høy termisk og syreresistens, anti-korrosjonsegenskaper.

Pulver omfatter fremgangsmåter for fremstilling av metallpulver og sintring av innføringen av moderne legeringer som brukes i reaksjoner med kjemisk aggressive stoffer.

Kompositter og deres betydning

Blant moderne teknologi, de viktigste kjemiske prosesser er reaksjonen produksjon av komposittmaterialer. Disse inkluderer skum, cermeter norpapalsty. Som matrise anvendes for fremstilling av metaller og legeringer, keramer, plastmaterialer. Som hjelpestoffer som brukes kalsiumsilikat, hvit leire, Ferriday strontium og barium. Alle de ovenfor nevnte stoffene gi komposittmaterialer slagfasthet, varme- og slitasjemotstand.

Hva er en kjemisk teknologi

Industri, forskning arbeider med studiet av de midler og metoder som benyttes i reaksjonene av råvarer behandling: olje, gass, kull, mineraler, kalt kjemisk teknologi. Med andre ord, vitenskapen om kjemiske prosesser som forekommer som følge av menneskelig aktivitet. Alle sine teoretiske basen opp matematikk, kybernetikk, fysikalsk kjemi, industriell økonomi. Uansett hva den kjemiske prosess som er involvert i teknologien (mottar nitrat syre dekomponering av kalkstein, syntesen av fenol-formaldehyd-plast) - under dagens forhold det er umulig uten automatiserte styresystemer for å lette menneskelig aktivitet, bortsett fra forurensninger og sikre en kontinuerlig og ikke-avfall teknologi fra kjemisk produksjon.

I denne undersøkelse, ble eksemplene i kjemiske prosesser, både i naturen (fotosyntese, dissimilasjon, nitrogensyklusen) og i industrien.