ViewWiki

שיעור 2 מתוך 4

אנרגיית שפעול וזרזים.

כ־20 דקות · 5 שאלות תרגול

הגבעה שכל תגובה צריכה לעבור, ואיך זרז פותח לה מסלול נמוך יותר בלי לתת אנרגיה ובלי להיגמר: הפלטינה שבממיר הקטליטי.

שלב 1 מתוך 5 · המחסום

שלב 1 מתוך 5

המחסום

פחמן חד־חמצני, CO\mathrm{CO}⁠, הוא גז רעיל שיוצא ממנוע. עם חמצן הוא יכול להפוך לפחמן דו־חמצני: 2CO+O2→2CO2\mathrm{2CO + O_2 \rightarrow 2CO_2}⁠. התגובה פולטת הרבה אנרגיה, ובכל זאת בבקבוק, ב־550 K ובלי זרז, כמעט שום דבר לא קורה.

הגרף העליון הוא התפלגות האנרגיות מהשיעור הקודם; הגרף התחתון הוא פרופיל האנרגיה של התגובה: האנרגיה של החומרים לאורך הדרך ממגיבים לתוצרים.

לשאלה

שלב 2 מתוך 5

להכניס את הפלטינה

זרז הוא חומר שמאיץ תגובה בלי להיצרך בה. בממיר הקטליטי של מכונית הזרז הוא פלטינה, מתכת יקרה, בשכבה דקה על פני שטח גדול. כאן טמפרטורה קבועה על 550 K, החום של מנוע שהתחמם. נבאו מה יעשה זרז פלטינה.

לשאלה

שלב 3 מתוך 5

גבעה נמוכה יותר

על הפלטינה התגובה הולכת בדרך אחרת: מולקולות O2\mathrm{O_2}⁠ נקשרות למתכת ומתפרקות לאטומים, ומולקולות CO\mathrm{CO}⁠ שנוחתות לידן מגיבות איתם. לכל שלב בדרך הזאת מחסום נמוך. בפרופיל האנרגיה המסלול הזה מצויר בקו מקווקו.

לשאלה

שלב 4 מתוך 5

לחמם במקום

אם המחסום הגבוה הוא הבעיה, אפשר אולי פשוט לחמם יותר? השיעור הקודם הראה שחימום מגדיל את החלק שעובר את המחסום. נבאו כמה.

לשאלה

שלב 5 מתוך 5

לא נגמר

זרז משתתף בתגובה, אבל לא מופיע בניסוח הכולל שלה: הוא יוצא ממנה כמו שנכנס. הסתכלו על הלוח שבתחתית הבקבוק בזמן שהתגובה רצה.

לשאלה

תמונה של הסצנה התלת־ממדית „זרזים”
סצנה אינטראקטיבית

הגרסה האינטראקטיבית נטענת…

כל שלב מכין לכם את הסצנה, ובקר שמסומן „קבוע” נשאר במקומו בשלב הזה.

לניסוי

תרגול · בחרו

בגרף השני, הגבעה שבין המגיבים לתוצרים מסומנת EaE_a⁠. מהי אנרגיית השפעול?

לניסוי

תרגול · נבאו, ואז הסתכלו

בבקבוק פחמן חד־חמצני וחמצן, ב־550 K, בלי זרז: כמעט שום דבר לא מגיב. מה יקרה כשנכניס את זרז פלטינה?

לניסוי

תרגול · חשבו

קראו מהגרף מחסום השפעול: מהי אנרגיית השפעול במסלול שעל הפלטינה?

לניסוי

תרגול · נבאו, ואז הסתכלו

עם הפלטינה ב־550 K, כ־9% מהמולקולות עוברות את המחסום. אם נוציא את הזרז ונחמם במקום זאת עד ראש הסקלה, 800 K, האם חלק דומה של מולקולות יעבור את המחסום?

לניסוי

תרגול · בחרו

ממיר קטליטי פועל במכונית עשר שנים ויותר. מה קורה לפלטינה שבו בכל אחת מהתגובות שהוא מזרז?