Jaký je chemický proces? Chemický proces: podstata a úloha v přírodě

Vzájemná přeměna sloučenin vyskytujících se v přírodě, a vyskytují se jako důsledek lidské činnosti může být viděn jako chemické procesy. Reakční složky mohou být v nich jako dvě nebo více látek v jedné nebo v různých stavech agregace. V závislosti na tomto rozdílu se mezi homogenních nebo heterogenních systémech. podmínek a zvláštních rysů roli chemických procesů v přírodě budou diskutovány v tomto dokumentu.

Co je míněno chemickou reakcí

Pokud je výsledek interakce výchozích látek podléhají změnám částí molekul a atomových poplatků jádra jsou stejné, řekněme o chemických reakcí nebo procesů. Produkty vytvořené v důsledku jejich Samozřejmě, že člověk používá v průmyslu, zemědělství a domácnostech. Obrovské množství interakcí mezi látkami dochází, protože v živých i neživých v přírodě. Chemické procesy jsou základní rozdíl od fyzikálních jevů a vlastností radioaktivity. V těchto nových látek vytvoří molekuly, zatímco fyzikální procesy nemění složení sloučenin, a jaderné reakce se vyskytují atomy nových chemických prvků.

Podmínky procesu chemie

Mohou být různé a závisí především na povaze reakčních složek nezbytných přívodu energie z vnějšku, jakož i skupenství (pevné látky, roztoky, plyny), ve kterém se proces. Chemický mechanismus interakce mezi dvěma nebo více sloučenin může být prováděna působením katalyzátorů (např., Kyselina dusičná), teplota (výroba amoniaku), světelná energie (fotosyntéza). S pomocí enzymů v živé přírody chemické reakce zpracovává fermentační rozšířené (alkohol, kyselina mléčná, kyselina máselná) používané v potravinách a mikrobiologických průmyslu. Pro výrobky v organické syntéze průmyslu, jednou z hlavních podmínek je přítomnost radikálového mechanismu chemického procesu. Příkladem může být příprava chlorovaných methanu (dichlormethan, trichlormethan, tetrachlormethan vyrobené v důsledku řetězové reakce.

homogenní katalýza

Jsou to speciální typy kontaktu mezi dvěma nebo více látkami. Podstatou chemických procesů probíhajících v homogenní fázi (např., Plyn - plyn) zahrnující urychlovače reakce, jako je provádět reakce v celém objemu směsi. V případě, že katalyzátor je ve stejném skupenství, a že reakční složky, tvoří komplexy s pohyblivými meziproduktů výchozích sloučenin.

Homogenní katalýza - základní chemický proces se provádí, například, při rafinaci ropy, výrobě benzínu, nafty, plynového oleje, a jiných paliv. Používá se technologie, jako je například reformování, izomerační, katalytické krakování.

heterogenní katalýza

V případě heterogenní katalýzy, kontakt reaktantů dochází nejčastěji na pevném povrchu katalyzátoru. Je vytvořena tzv aktivní místa. Je to oblasti, ve kterých interakce reakčních složek je velmi rychlý, tj. Reakční rychlost je vysoká. Jsou druhově specifické, a hrají důležitou roli také v případě, že chemických procesů probíhajících v živých buňkách. Pak mluvíme o metabolismu - metabolické reakce. Příklady heterogenní katalýzy je průmyslová příprava kyselého sulfátu. Stykač plynná směs oxidu siřičitého a kyslíku se zahřeje a nechá projít mřížkovou police naplněných částic prášku z oxidu vanadu, vanadyl sulfát nebo Voso _4. Výsledný produkt - oxid sírový je pak absorbován koncentrované kyseliny sírové. Tvořil tekutý, tzv olea. To může být zředěna vodou, aby se získala požadovaná koncentrace síranu kyseliny.

Představuje termochemické reakce

Izolace nebo absorpce energie ve formě tepla, je praktický význam. Stačí připomenout, palivovou spalovací reakci: zemní plyn, uhlí, rašelina. Představují fyzikálních a chemických procesů je důležitou vlastností je spalné teplo. Tepelné účinky jsou velmi rozšířené v organickém světě, a na neživé přírody. Například, při trávení štěpení bílkovin, tuků a sacharidů pod vlivem biologicky aktivních látek - enzymy.

Uvolněná energie je uložena v podobě energeticky bohatých vazeb ATP molekul. disimilace reakce doprovázené uvolnění energie, jehož část se rozptýlí ve formě tepla. V důsledku rozkladu, každý gram bílkovin poskytuje 17 kJ 2 škrob - 17, 2 kJ tuk - 38,9 kJ. Chemické procesy, které se vyskytují s uvolněním energie se nazývají exotermní, a s absorpcí - endotermické. V průmyslu, organická syntéza a další technologie vypočítá tepelnými účinky termochemické reakce. To je důležité, například, aby správně vypočítat množství energie použité pro ohřev syntézy reaktory a sloupců, ve kterých reakce probíhají za doprovodu absorpci tepla.

Kinetika a její role v teorii chemických procesů

Rychlost Výpočet reagujících částic (molekuly, ionty), - hlavní problémem průmyslu. Její řešení poskytuje ekonomické výhody a ziskovost technologických cyklů v chemickém průmyslu. Pro zvýšení rychlosti takové reakce jako je syntéza amoniaku rozhodujícími faktory jsou kolísání tlaku v plynné směsi dusíku a vodíku na 30 MPa, a zabraňuje prudký nárůst teploty (optimální teplota je 450- 550 ° C).

Chemické procesy používané při výrobě sulfatovaných kyselin, a to pyritu spalování, oxidace oxidu siřičitého, oxidu sírového, absorpce oleum se provádí za různých podmínek. Chcete-li to provést, použijte pyrit pece a stykače. Berou v úvahu koncentrace reaktantů, teplotě a tlaku. Všechny tyto faktory jsou ve vzájemném vztahu k reakci s největší rychlostí, což zvyšuje kyseliny síranu za vzniku 96-98%.

Pohyb látek, a to jak fyzikální a chemické procesy v přírodě

Známé rčení „Pohyb - je život“ může být aplikován na chemických prvků, které vstupují do různých typů interakcí (reakce sloučeniny, substituce, rozklad, výměna). Molekuly a atomy chemických prvků přicházejících v nepřetržitém pohybu. Vzhledem k tomu, vědci, všechny výše uvedené typy chemických reakcí, může být doprovázeno fyzikálními jevy: uvolňování tepla nebo absorpci fotonů světelných paprsků, změna skupenství. Tyto procesy probíhají v každém plášti Země: litosféry, hydrosféry a atmosféry, biosféry. Nejvýznamnější z nich jsou cykly látek, jako je kyslík, oxid uhličitý a dusík. V následujícím textu budeme uvažovat o titul jako cirkulace dusík se vyskytuje v ovzduší, půdu a živé organismy.

Interkonverze Dusík a jeho sloučeniny

Je dobře známo, že dusík je podstatnou část proteinu, a tím se podílí na tvorbě jakékoli a všech druhů života na Zemi. Dusík je absorbován rostlin a zvířat ve formě iontů: amonný, dusičnan a dusitanů iontu. Rostlin získaných fotosyntézy formě nejen glukózy, ale také aminokyseliny, glycerol, mastné kyseliny. Všechny z výše uvedených chemických sloučenin jsou produkty reakcí, vyskytujících se v Calvin cyklu. Vynikající ruský vědec K. Timirjazevova, mluvil o kosmickém role zelených rostlin, s přihlédnutím zejména i jejich schopnost syntetizovat bílkoviny.

Býložravci jsou peptidy z rostlinných potravin a šelem - maso z obětí. V době, kdy vlivem půdních bakterií Saprotrofní hnijící zbytky rostlin a živočichů jsou komplexní biologické a chemické procesy. Jako výsledek jejich dusíku z organických sloučenin, pokračuje do anorganické formy (amoniaku vytvořeného, volný dusík, dusičnany a dusitany). Po návratu do atmosféry a půdy, všechny tyto látky absorbovány rostlinami znovu. Dusík vstupuje do kůže prostřednictvím průduchů listů a roztoky kyseliny dusičné a kyseliny dusité a její soli jsou absorbovány kořenovými chlupů kořeny rostlin. konverze dusík cyklus je uzavřen opakovat. Podstatou chemických procesů probíhajících u dusíkatých látek v přírodě byl podrobně studován na počátku 20. století ruský vědec DN Pryanishnikov.

prášková metalurgie

Moderní chemické procesy a technologie významně přispívá k vytváření materiálů s unikátními fyzikálními a chemickými vlastnostmi. To je zvláště důležité, zejména pro zařízení a vybavení ropných rafinerií, podniků vyrábějících anorganické kyseliny, barviva, barvy, plasty. Při jejich výrobě se používají výměníky tepla, kontaktní aparát, syntéza sloupec, potrubí. Zařízení povrch je v kontaktu s agresivními médii za vysokého tlaku. Navíc, téměř všechny chemické výrobní procesy jsou prováděny za vysokých teplot. Aktuální je získání materiálů s vlastnostmi vysoké tepelné a odolnost vůči kyselinám, proti korozi.

Prášková metalurgie zahrnuje způsoby pro výrobu kovových prášků, a slinování zavedení moderních slitiny používané v reakcích s chemicky agresivních látek.

Kompozity a jejich význam

Mezi moderními technologiemi, nejdůležitější chemické procesy jsou reakce výroba kompozitních materiálů. Ty zahrnují pěny, cermetů norpapalsty. Jako matrice použité pro výrobu kovů a slitin, keramiky, umělých hmot. Jako pomocné látky používané křemičitanu vápenatého, bílá hlinka, Ferriday stroncium a baryum. Všechny výše uvedené látky poskytnout kompozitních materiálů, odolnost proti nárazu, tepla a odolnost proti opotřebení.

Co je chemická technologie

Průmysl, věda zabývající se studiem prostředky a metody používané v reakcích zpracování surovin: ropa, zemní plyn, uhlí, minerálních látek, s názvem chemická technologie. Jinými slovy, věda o chemických procesů dochází v důsledku lidské činnosti. Všechny jeho teoretického základu až matematiky, Kybernetika, fyzikální chemie, ekonomika průmyslu. Bez ohledu na to, co je chemický proces, zapojený v technologii (příjem rozklad kyseliny dusičnan vápence, syntéza fenolformaldehydové plastů) - za současných podmínek, že je možné bez automatizované systémy řízení usnadnit lidskou činnost, kromě znečištění a zajištění kontinuální a bezodpadové technologie chemické výroby.

V této studii jsme se zabývali příklady chemických procesů, a to jak v přírodě (fotosyntéza, disimilace, dusík cyklus) a v průmyslu.