Значение химических реакций в промышленности
Каждое химическое производство основано на ряде реакций, и задача технологии — проводить их в наиболее благоприятных условиях. Скорость реакции растёт с температурой: при нагревании на каждые 10 °C скорость возрастает в γ раз (γ — температурный коэффициент), например при γ = 2 переход от 20 °C до 60 °C повышает скорость в 2⁴ = 16 раз. Более высокая концентрация реагентов также повышает скорость: в реакции 2NO + O₂ → 2NO₂ удвоение концентрации O₂ удваивает скорость, а удвоение концентрации NO повышает её в 2² = 4 раза. Катализатор ускоряет реакцию и не расходуется. В обратимых реакциях устанавливается химическое равновесие; условия изменяют, чтобы сместить его: например, в реакции N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ + Q повышение давления (4 объёма дают 2 объёма) и удаление аммиака увеличивают выход; низкая температура повышает выход, но снижает скорость, поэтому выбирают катализатор (Fe), около 400–500 °C и высокое давление. В производстве серной кислоты реакция 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃ идёт с катализатором (V₂O₅); при получении азотной кислоты аммиак окисляют на катализаторе Pt: 4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O. Практический выход по сравнению с теоретическим: η = m(практ.)/m(теор.) · 100 %. Учёные и предприятия Узбекистана работают над минеральными удобрениями, лекарственными субстанциями и полимерами.
Составьте таблицу: «Процесс» (синтез NH₃, SO₂ → SO₃, окисление NH₃), «Катализатор», «Температура и давление», «Почему такие условия?». Промышленные реакции нельзя проводить в школе; они связаны с высоким давлением, высокой температурой и ядовитыми газами, поэтому смотрите демонстрационные видео и схемы вместе с учителем.