Ano ang kemikal na proseso? Chemical proseso: ang kakanyahan at papel sa kalikasan

Mutual conversion ng mga compounds na-obserbahan sa likas na katangian, at magaganap bilang isang resulta ng aktibidad ng tao ay maaaring makita bilang proseso ng kemikal. Ang reactants ay maaaring sa mga ito bilang dalawa o higit pang mga sangkap sa isa o sa iba't ibang mga estado ng pagsasama-sama. Depende sa pagkakaiba na ito ay ginawa sa pagitan homogenous o magkakaiba systems. sa mga kondisyon at mga espesyal na tampok ng ang papel na ginagampanan ng mga proseso ng kemikal na likas na tatalakayin sa papel na ito.

Ano ang kahulugan ng chemical reaction

Kung ang resulta ng pakikipag-ugnayan sa mga nagsisimula materyales ay subjected upang baguhin ang mga bahagi ng mga molecules at atomic singil nuclei ay pareho, sinasabi tungkol sa reaksyon ng kemikal o mga proseso. Mga Produkto nabuo bilang isang resulta ng kanilang mga kurso, ang tao na ginagamit sa industriya, agrikultura at kabahayan. Ang isang malaking bilang ng mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga sangkap ay nangyayari, tulad ng sa buhay at di-buhay sa kalikasan. Chemical proseso ay pangunahing pagkakaiba mula sa mga pisikal na phenomena at mga katangian ng radyaktibidad. Sa mga bagong sangkap nabuo Molekyul, samantalang ang pisikal na proseso huwag baguhin ang mga bahagi ng compounds, at nuclear reaksyon mangyari atom bagong elemento kemikal.

Mga Kundisyon ng proseso ng kimika

Sila ay maaaring naiiba at depende lalo na sa likas na katangian ng reagents kinakailangang enerhiya input mula sa labas, pati na rin ang estado ng pagsasama-sama (solids, solusyon, mga gas) na kung saan ang proseso ay nangyayari. Ang kemikal na mekanismo ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng isang dalawa o higit pang mga compounds ay maaaring natupad sa ilalim ng pagkilos ng catalysts (hal, nitrik acid), temperatura (produksyon ng amonya), ilaw enerhiya (potosintesis). Sa pamamagitan ng tulong ng enzymes sa living likas na katangian ng kemikal reaksyon proseso ng pagbuburo lakit (alak, mula sa gatas acid, butyric acid) na ginagamit sa pagkain at microbiological industriya. Para sa mga produkto sa organic synthesis industriya, isa sa mga pangunahing mga kondisyon ay ang pagkakaroon ng isang libreng-radikal na mekanismo ng proseso ng kemikal. Ang isang halimbawa ay ang paghahanda ng chlorinated methane (TOLUENE, trichloromethane, carbon tetrachloride ginawa bilang kinahinatnan ng kadena reaksyon.

homogenous katalisis

Ang mga ito ay mga espesyal na uri ng mga contact sa pagitan ng dalawa o higit pang mga sangkap. Ang kakanyahan ng proseso ng kemikal na nagaganap sa homogenous phase (hal, gas - gas) na kinasasangkutan ng reaksyon accelerators, ay upang magsagawa ng mga reaksyon sa buong lakas ng tunog mixtures. Kung ang katalista ay nasa parehong pinagsama-samang estado, at na ang mga reactants, ito ay bumubuo ng complexes na may mga palipat-lipat intermediate panimulang compounds.

Homogenous katalisis - isang pangunahing proseso ng kemikal ay isinasagawa, halimbawa, sa petrolyo pagdadalisay, ang produksyon ng gasolina, napta, gas langis, at iba pang mga fuels. Ito ay ginagamit teknolohiya tulad ng reforming, isomerization, catalytic salamin.

magkakaiba katalisis

Sa kaso ng magkakaiba katalisis, ang contact ng reactants ay nangyayari pinakamadalas na sa isang solid ibabaw ng katalista. Ito ay nabuo ang tinatawag na aktibong sites. Ito ay rehiyon kung saan ang pakikipag-ugnayan ng reactants ay napaka-mabilis, hal ang reaksyon rate ay mataas. Ang mga ito species-tiyak, at i-play ng isang mahalagang papel din sa kaganapan na ang mga kemikal na proseso na nagaganap sa mga buhay na selula. Pagkatapos makipag-usap tungkol metabolismo - metabolic reaksyon. Mga halimbawa ng magkakaiba katalisis ay ang pang-industriya paghahanda ng acid sulpate. Ang contactor puno ng gas na pinaghalong mga kulay ng asupre dioxide at oxygen ay nainitan at dumaan sa isang nakahabi istante na puno ng particulate powder ng vanadium oksido, vanadyl sulpate o VOSO _4. Ang resultang produkto - asupre trioxide ay pagkatapos ay buyo sa pamamagitan ng puro sulpuriko acid. Nabuo likido, na tinatawag oliyum. Maaari itong diluted na may tubig upang makuha ang ninanais na konsentrasyon ng acid sulpit.

Mga Tampok thermochemical reaksyon

Paghihiwalay o pagsipsip ng enerhiya sa anyo ng init ay ng mga praktikal na kahalagahan. Magkasiya ito upang sariwain sa alaala ang fuel pagkasunog reaksyon: natural gas, karbon, pit. Kinakatawan nila pisikal at kemikal na proseso, ang mga mahahalagang katangian ay ang init ng pagkasunog. Thermal reaksyon ay laganap sa mga organic na mundo, at sa walang buhay na likas na katangian. Halimbawa, sa panahon ng panunaw cleavage ng mga protina, lipids at carbohydrates sa ilalim ng impluwensiya ng biologically aktibong sangkap - enzymes.

Ang inilabas enerhiya ay naka-imbak sa anyo ng enerhiya-rich Bonds ng molekula ng ATP. kawalan ng pagkakapareho reaksyon sinamahan ng release ng enerhiya, bahagi ng kung saan ay mabisyo bilang init. Bilang resulta ng pantunaw, ang bawat gramo ng protina ay nagbibigay ng 17 kJ 2 almirol - 17, 2 kJ taba - 38.9 kJ. Chemical proseso na nagaganap sa mga release ng enerhiya ay tinatawag na eksotermiko, at sa kanyang pagsipsip - endothermic. Sa industriya, organic synthesis at iba pang mga teknolohiya kinakalkula sa thermal epekto thermochemical reaksyon. Ito ay mahalaga, halimbawa, upang tama kalkulahin ang dami ng enerhiya na ginagamit para sa pag-init ng synthesis reactors at mga haligi, na kung saan reaksyon maganap sinamahan ng ang pagsipsip ng init.

Kinetics at ang kanyang papel sa teorya ng mga proseso ng kemikal

Ang pagkalkula bilis ng reacting particle (molecules, ions) - ang pangunahing problema nakaharap sa industriya. Ang kanyang solusyon ay nagbibigay ng pang-ekonomiyang mga benepisyo at kakayahang kumita ng mga teknolohikal na mga cycles sa industriya ng kemikal. Upang dagdagan ang bilis ng tulad ng isang reaksyon tulad ng amonya synthesis hindi mapag-aalinlanganan salik ay ang presyon ng pagkakaiba-iba sa gas halo ng nitrogen at hydrogen sa 30 MPa, at pumipigil sa isang matalim na pagtaas sa temperatura (mga pinakamabuting kalagayan temperatura ay 450- 550 ° C).

Chemical proseso na ginagamit sa paggawa ng sulphated acids, lalo pyrite burning, oksihenasyon ng sulfur dioxide, sulfur trioxide, oliyum pagsipsip ay isinasagawa sa ilalim ng iba't ibang mga kundisyon. Upang gawin ito, gamitin ang hurno pyrite at contactors. Sila ay isaalang-alang ang konsentrasyon ng mga magsasanib, temperatura at presyon. Ang lahat ng mga salik na ito ay sang-ayon sa tumauli na may pinakamalaking bilis, na kung saan ay nagdaragdag ng acid sulpit upang magbunga 96-98%.

Sirkulasyon ng sangkap, parehong pisikal at kemikal na mga proseso sa kalikasan

Kilalang kasabihan "Movement - ay buhay" ay maaaring ilapat sa mga elemento kemikal pagpasok sa iba't ibang uri ng pakikipag-ugnayan (reaction compound, pagpapalit, agnas, exchange). Molecules at atoms ng mga elemento kemikal pagdating sa isang tuloy-tuloy na paggalaw. Habang ang mga siyentipiko, ang lahat ng mga nasa itaas mga uri ng mga kemikal na reaksyon ay maaaring sinamahan ng mga pisikal na phenomena: init release o pagsipsip ng photons ng ilaw ray, ang pagpapalit ng estado ng pagsasama-sama. Ang mga prosesong nagaganap sa bawat shell ng Earth: lithosphere, kalawakan ng tubig, at kapaligiran, ang biosphere. Ang pinaka-makabuluhang sa mga ito ay ang mga ikot ng mga sangkap tulad ng oxygen, carbon dioxide at nitrogen. Sa mga sumusunod na isaalang-alang namin ang pamagat ng nitrogen sirkulasyon ay nangyayari sa mga kapaligiran, lupa, at buhay na organismo.

Interconversion Nitrogen at compounds nito

Ito ay kilala na ang nitrogen ay isang mahalagang bahagi ng protina, at sa gayon ay lumalahok sa pagbuo ng anumang at lahat ng uri ng buhay sa lupa. Nitrogen ay nasisipsip ng mga halaman at hayop sa anyo ng mga ions: ammonium nitrayd at nitrat ion. Halaman na nagreresulta mula sa potosintesis na form ay hindi lamang asukal ngunit din amino acids, gliserol, mataba acids. Lahat ng nasa itaas chemical compounds ay ang mga produkto ng mga reaksyon na nagaganap sa Calvin cycle. Ang natitirang Russian siyentipiko K. Timiryazev, nagsalita ng cosmic papel na ginagampanan ng luntiang halaman, nadadala sa isip, sa partikular, at ang kanilang kakayahan upang synthesize protina.

Herbivores mga peptides mula sa planta ng mga pagkain, at carnivores - karne ng biktima. Sa panahon sa ilalim ng impluwensiya ng mga bakterya lupa saprotrophic nabubulok na labi ng mga halaman at hayop may mga kumplikadong biological at chemical proseso. Bilang resulta ng kanilang nitrogen mula sa organic compounds naaayos sa tulagay anyo (amonya nabuo, libreng nitrogen, nitrates at nitrites). Bumabalik sa kapaligiran at lupa, ang lahat ng mga sangkap hinihigop ng mga halaman muli. Nitrogen pumapasok sa balat sa pamamagitan ng stomata ng dahon, at mga solusyon ng nitrik acid at nitrous acid at asing-gamot doon ay hinihigop ng ang root hairs ng mga ugat ng halaman. nitrogen conversion cycle ay sarado ulitin muli. Ang kakanyahan ng proseso ng kemikal na nagaganap sa nitrogen compounds sa kalikasan ay pinag-aralan nang detalyado sa simula ng ika-20 siglo sa pamamagitan ng Russian siyentipiko DN Pryanishnikov.

powder metallurgy

Modern proseso ng kemikal at teknolohiya ay ang paggawa ng isang makabuluhang kontribusyon sa pagbuo ng mga materyales na may mga natatanging pisikal at kemikal na mga katangian. Ito ay partikular na mahalaga, lalo na para sa mga aparato at kagamitan ng mga refinery ng langis, enterprise paggawa ng tulagay acids, tina, paints, plastik. Sa kanilang paggawa init exchangers ay ginagamit, contact patakaran ng pamahalaan, synthesis haligi, pipelines. kagamitan na ibabaw ay nasa contact na may agresibong media ilalim ng mataas na presyon. Bukod dito, halos lahat ng kemikal na proseso ng produksyon ay isinasagawa sa ilalim ng mataas na temperatura. Paksang ay pagkuha ng mga materyales na may mataas na thermal at acid pagtutol, anti-kaagnasan mga katangian.

Powder metalurhiya ay kabilang ang mga proseso para sa produksyon ng mga pulbos na metal, at sintering sa pagpapakilala ng mga modernong alloys na ginagamit sa mga reaksyon na may chemically agresibo sangkap.

Composites at kanilang Kabuluhan

Kabilang sa mga modernong teknolohiya, ang pinaka-mahalagang mga proseso ng kemikal ay ang reaksyon produksyon ng composite materyales. Kabilang dito ang foam, cermets norpapalsty. Bilang ang matrix na ginamit para sa produksyon ng mga riles at alloys, keramika, plastik. Bilang excipients ginamit kaltsyum silicate, puting luad, Ferriday estrontyum at barium. Ang lahat ng mga sangkap sa itaas magbibigay sa composite materyales epekto paglaban, init at magsuot ng paglaban.

Ano ang isang kemikal teknolohiya

Industriya, agham pagharap sa mga pag-aaral ng mga paraan at mga pamamaraan na ginagamit sa mga reaksyon ng mga raw na materyales sa pagpoproseso ng: langis, natural gas, karbon, mineral, na tinatawag na kemikal teknolohiya. Sa ibang salita, ang agham ng mga proseso ng kemikal na nagaganap bilang resulta ng aktibidad ng tao. Ang lahat ng kanyang panteorya base up matematika, kibernetika, pisikal na kimika, pang-industriya economics. Hindi mahalaga kung ano ang mga kemikal na proseso na kasangkot sa teknolohiya (pagtanggap nitrate acid agnas ng limestone, ang synthesis ng penol-pormaldehayd plastik) - sa ilalim ng kasalukuyang kondisyon ito ay imposible nang walang automated control system upang mapadali ang gawain ng tao, hindi kasama ang polusyon at masiguro ang isang tuloy-tuloy na at hindi-aaksaya ng teknolohiya ng mga kemikal na produksyon.

Sa pag-aaral na ito, sinuri natin ang mga halimbawa ng mga proseso ng kemikal, parehong sa likas na katangian (potosintesis, kawalan ng pagkakapareho, ang nitrogen cycle) at sa industriya.