Magnus Ehingers undervisning

— Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete med mera.

Vad krävs för att reaktioner ska ske?

Plocka fram

  • Stor mätcylinder
  • Väteperoxid
  • Kaliumjodid
  • Diskmedel
  • Saponin

Demonstration: "Skumormen"

  1. Blanda väteperoxid med diskmedel & saponin
  2. Tillsätt kaliumjodid

Reaktionshastigheten

Hur fort en reaktion sker beror på fyra saker

  1. De reagerande ämnenas natur
  2. Temperaturen
  3. Koncentrationen
  4. Närvaro av en katalysator. 

Katalysatorn

Väteperoxid sönderfaller spontant till vatten och syrgas

2H2O2 → 2H2O + O2

Detta är en långsam reaktion!

Tillsätt kaliumjodid → reaktionen går mycket snabbare!

En katalysator ökar reaktionshastigheten (utan att själv reagera).

Vad händer med kaliumjodiden (katalysatorn)?

  • Ingenting!

Hur kan detta vara?

  • Vi ska titta på detta lite grann, längre fram
  • Vi ska titta ännu närmare på det för dem som läser bioteknik. :-)

Katalysatorn får bara reaktionen att gå snabbare

Termodynamiskt ofördelaktiga reaktioner kan inte åstadkommas med hjälp av katalysatorer!

Viktiga katalysatorer

Avgasrenare

Katalytisk avgasrening: I bilens katalysator omvandlas avgaserna till koldioxid, vatten och kvävgas.Katalytisk avgasrening: I bilens katalysator omvandlas avgaserna till koldioxid, vatten och kvävgas.En legering av rhodium, Rh, och platina, Pt, på keramiskt material.

Utsläpp av giftiga kväveoxider minskas, och istället bildas koldioxid och kvävgas:

2CO + 2NO → 2CO2 + N2

Enzymer

Enzymer är cellens katalysatorer

Enzymer är proteiner

  • Proteiner är polymerer av aminosyror (aminosyror sammankopplade i en lång kedja)

Närapå alla uppbyggande och nedbrytande funktioner i cellen styrs av enzymer

Vad krävs för att en reaktion ska ske?

Det krävs kollisioner för att reaktioner ska kunna ske.

  1. Finkornigt salt löses snabbare än en stor saltkristall
    • Med finfördelat salt ökas angreppsytan
    • Antalet kollisioner/tidsenhet ökar
  2. Zinkpulver reagerar snabbare än zinkbleck med saltsyra

Inte alla kollisioner leder till reaktion

Illustrera med drama: CO + NO2 → CO2 + NO

  • För det mesta ”studsar” molekylerna bara mot varandra
  • Ibland är dock energin så hög, att en reaktion kan ske

Aktiveringsenergi

Temperaturen hos en gas anger medelenergin hos de ingående partiklarna.

Vissa partiklar kan dock ha mycket högre energi än de övriga.

  • Om dessa slår i varandra, sker en reaktion

Hur hög energi behövs för att reaktionen ska kunna ske?

  • Detta är aktiveringsenergi!

Aktiveringsenergi: Den energi som krävs, för att en reaktion ska kunna sätta igång

  • Jämför med att knuffa ett tungt skåp!

Aktiverat komplex

Vi tittar på den här reaktionen:

CO + NO2 → CO-ONO → CO2 + NO

När kvävedioxid reagerar med kolmonoxid bildas ett aktiverat komplex med formlen ONOCO.

  1. Om energin är tillräckligt hög, reagerar NO2 med CO och det bildas ett aktiverat komplex. 
  2. Det aktiverade komplexet sönderfaller till NO och CO2. 
  3. Energin hos produkterna är lägre än energin hos reaktanterna. Därför är
    1. ΔH < 0
    2. reaktionen exoterm

Aktiveringsenergin är den energi som krävs för att nå det aktiverade komplexet. Det katalysatorer gör är att de sänker aktiveringsenergin.