מקור: המעבדה של ד"ר דנה לאשלי - מכללת ויליאם ומרי
הדגמה: מאט סמית'
כאשר קשרים חדשים נוצרים במהלך תגובה כימית, זה דורש כי המינים המעורבים (אטומים או מולקולות) לבוא בסמיכות רבה ולהתנגש זה בזה. ההתנגשויות בין מינים אלה תכופות ויעילות יותר ככל שהמהירות שבה מולקולות אלה נעות גבוהה יותר. כלל אצבע נפוץ, אשר שורשיו במשוואת ארניוס1, קובע כי העלאת הטמפרטורה על ידי 10 K יהיה בערך להכפיל את קצב התגובה, והעלאת הטמפרטורה על ידי 20 K יהיה פי ארבעה את הקצב:
(1)
משוואה (1) נמצאת לעתים קרובות בצורתה הלוגריתמית:
(2)
כאשר k הוא קצב התגובה הכימית, A הוא גורם התדר (הקשור לתדירות של התנגשויות מולקולריות), Ea הוא אנרגיית ההפעלה הנדרשת לתגובה, R הוא קבוע הגז האידיאלי, ו- T היא הטמפרטורה שבה התגובה מתרחשת.
לפיכך, טמפרטורה גבוהה יותר פירושה שהתגובה הושלמה הרבה יותר מהר. עם זאת, במקרים מסוימים רצוי לבצע תגובות בטמפרטורות נמוכות, למרות ההשפעה ההורדתית על קצב התגובה. כמה תרחישים בהקשר זה מפורטים בהמשך.
כאשר כדאי להפעיל תגובה מתחת לטמפרטורת החדר, כימאים משתמשים באמבטיות קירור כדי לשמור על טמפרטורה מסוימת או טווח טמפרטורה מסוים. התגובות מקוררות לטמפרטורה הרצויה על ידי הצבת בקבוק התגובה בתוך אמבט קירור מתאים. הריאגנטים בתגובה לעולם לא באים במגע ישיר עם הכימיקלים באמבט הקירור. אמבט הקירור עשוי להיות מורכב מרכיב קריוגני יחיד (קירור) (כגון קרח, קרח יבש או חנקן נוזלי) או עשוי להיות תערובת של הרכיב הקריוגני עם ממס מסוים ו / או מלח תוסף. מטרת הממס היא להעביר ביעילות את הטמפרטורה של חומר הקירור לבקבוקון התגובה, ומטרת התוסף היא להוריד (או לדכא) את נקודת ההקפאה של התערובת. (שים לב כי ייתכן שחום יהיה גם ממס וגם תוסף.)
הגדרת אמבט קירור
להפעלה כללית, הכינו את אמבט הקירור המועדף כמתואר להלן והטביעו את בקבוקון התגובה באמבטיה(איור 1). אל תמלאו את כלי האמבטיה עד הסוף, אבל תשאירו מספיק מקום כדי לאפשר טבילה של בקבוקון התגובה.
הערה: אם התגובה רגישה ללחות, היזהר מאוד בעת הוספת ריאגנטים לבקבוקון או לכל חלק אחר של המנגנון (למשל משפך נשירה). אם נוצר פתח בזמן כלי הזכוכית שקועים באמבט הקירור, אז אוויר טמפרטורת החדר זורם במהירות פנימה ונושא לחות פנימה.<
מתי כדאי להריץ תגובה בטמפרטורה נמוכה?
על מנת לענות על שאלה זו הבה נחקור ארבעה יישומים שונים:
יישום 1. לפעמים התגובות נמרצות מדי ואקסותרמיות ויש לקרר את תערובת התגובה כדי למנוע שפיכה והצטברות לחץ עקב התפתחות הגז. תגובה אקסותרמית מאוד יכולה גם להיות סכ...
Skip to...
Videos from this collection:
Now Playing
Organic Chemistry
70.0K Views
Organic Chemistry
33.9K Views
Organic Chemistry
164.2K Views
Organic Chemistry
41.3K Views
Organic Chemistry
55.7K Views
Organic Chemistry
78.7K Views
Organic Chemistry
697.9K Views
Organic Chemistry
156.3K Views
Organic Chemistry
235.6K Views
Organic Chemistry
211.0K Views
Organic Chemistry
328.6K Views
Organic Chemistry
32.2K Views
Organic Chemistry
286.9K Views
Organic Chemistry
356.2K Views
Organic Chemistry
245.6K Views
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved