Кимё кафедрасининг ўҚитувчиси ғ.Қ. Шириновнинг “МЎжизакор кимё” ТЎгаракида “кимё ютуқлари” мавзусида ўтган маърузаси

КИМЁ КАФЕДРАСИНИНГ ЎҚИТУВЧИСИ Ғ.Қ. ШИРИНОВНИНГ “МЎЖИЗАКОР КИМЁ” ТЎГАРАКИДА “КИМЁ ЮТУҚЛАРИ” МАВЗУСИДА ЎТГАН МАЪРУЗАСИ

КИМЁ ЮТУҚЛАРИ

Ютуқлар! Лекин кимёнинг қайси соҳасида, органикми ёки ноорганик кимёдами? Гап шундаки, кимёнинг бундай бўлиниши охирги вақтларда анча шартли бўлиб қолмоқда. Кўпгина замонавий тадқиқотларда органик реагентлар ноорганик реагентлар билан биргаликда қатнашади, шу сабабли у ёки бу ишни кимёнинг муайян бўлимига киритиш кўпинча қийинчиликларни келтириб чиқаради. Қуйида кўриб чиқиладиган мисоллар буни тасдиқлайди.

1951 йилда Б.П. Белоусов томонидан кашф қилинган тебранишли реакциялар ўзининг ажойиблиги ва эффектлиги билан ҳамманинг диққатини ўзига тортди. Бундай реакцияни ўтказиш учун уч валентли церий тузи, масалан церий сульфат Ce₂(SO₄)₃, калий бромат KBrO₃ ва броммалон кислота HO(O)C – CH(Br) – C(O)OH эритмалари аралаштирилади. Реакцион массага оз миқдорда сульфат кислота қўшилади. Содир бўладиган барча ўзгаришлар оксидланиш-қайтарилиш реакциясига мансуб бўлгани учун уларни ионли тенгламалар кўринишда тасвирлаймиз.

Биринчи босқичда уч валентли церий ионлари (улар церий тузининг диссоциланишидан ҳосил бўлади) бромат-анион таъсирида (уларни, табиийки, калий бромат беради) тўрт валентли ионгача қайтарилади:

10Ce³⁺ + 2BrO₃^– + 12H⁺ → 10Ce⁴⁺ + Br₂ + 6H₂O (1)

Кейинги босқичда улар броммалон кислота билан таъсирлашиб, уни оксидлайди:

4Ce⁴⁺ + HO(O)C – CH(Br) – C(O)OH + 2H₂O → 4Ce³⁺ + HC(O)OH + CO₂ +

+ 5H⁺ + Br^– (2)

Натижада, церий яна уч валентли бўлиб қолади ва (1) реакцияда такроран иштирок этади. Ушбу ҳолатда у катализатор вазифасини бажаради, яъни реакцияда иштирок қилишига қарамасдан, унинг миқдори ўзгармайди, калий бромат (оксидловчи) ва броммалаон кислота (қайтарувчи) эса сарфланади. Бунда церий ионлари электронларни бир реагентдан иккинчисига ташийди.

Бир кўришда оддий каталитик реакциядек туюлади. Лекин ҳамма гап шундаки, (2) реакция натижасида бром-анион Br^– ҳосил бўлади, у эса (1) реакцияга ингибиторлик таъсир ўтказади, яъни уни секинлаштиради, (2) реакцияга эса ҳеч қандай таъсир қилмайди.

Натижада реакцион системада (2) реакциянинг маҳсулотлари, биринчи навбатда, Ce³⁺ ионлари тўпланади. Муайян вақтда, яъни бу ионлар миқдори жуда кўп бўлиб қолганда, бром ионлари энди (2) реакцияни секинлаштира олмайди ва у юқори тезликда боради. Системада яна Ce⁴⁺ ионлари пайдо бўлади, улар секин борадиган (2) реакциядаги иштирокини давом этади.

Қизиғи шундаки, бу жараённи визуал кузатиш мумкин. Ce³⁺ ионлари сувли эритмада рангсиз, Ce⁴⁺ ионлари эса – сариқ. Натижада реакцион масса бир зумда сариқ рангга киради, сўнгра секин рангсизланади. Ранг алмашиниши тахминан 1,5 дақиқада содир бўлади ва бундай вақт оралиғи бир неча соат давомида ўзгармай туради. Агар сарфланадиган реагентлар оз-оздан қўшилса, бундай “кимёвий соатлар” чексиз вақт давомида “чиқиллаб” туради.

Тебранишли реакцияларга бошқа мисоллар ҳам келтириш мумкин. Масалан, лимон кислота [HOC(O)–CH₂]₂COH–C(O)OH каталитик миқдордаги марганец тузлари иштирокида ҳар икки дақиқада рангнинг ўзгариши содир бўладиган системани ҳосил қилади; оксалат-сирка кислота HOC(O) – CH₂ – C(O) – C(O)OH церий тузлари билан ҳар олти секундда ранги ўзгарадиган “соат” ҳисобланади. Реакция бундай ажойиб хусусиятларга эга бўлиши учун иккита шарт бажарилиши керак: иккинчи босқичга нисбатан биринчи босқичнинг тезлиги анча юқори бўлиши ва иккинчи босқичда муайян вақтгача биринчи босқич тезлигини секинлаштирувчи ингибитор ҳосил бўлиши керак.

Бир вақтнинг ўзида ноорганик ва органик реагентлар иштирок қиладиган бошқа мисолни кўриб чиқамиз. Кўпчилик реакцияларни, айниқса ионлар иштирокидаги реакцияларни муваффақиятли ўтказиш учун қутбли эритувчилар зарур бўлади. Агар қутбли эритувчининг, масалан сувнинг молекулалари ионларни сольватласа, ионли бирикма, масалан NaCl эритмага ўтади, яъни эритувчи молекулалари ионларни ўраб олади ва шу билан уларни эритмада ушлаб туради.

1960-йилларда антиқа сольватловчи эритувчилар топилди, улар молекуласининг чиройли тожсимон шакллари эвазига “краун-эфирлар” (инг. краун – тож) деб номланди. Краун-эфирлар циклик (халқали) бирикмалар бўлиб, уларда кислород атомлари ва этилен кўприкчалар ўзаро навбатлашади. Барча кислород атомлари халқа текислигидан ажралиб, бир томонга йўналган бўлади, бу эса уларнинг металл катионлари билан қутбли таъсирланишини осонлаштиради. Соддалаштириш мақсадида краун-эфир одатда ясси халқа кўринишда тасвирланиб, унинг марказига сольватланган металл катиони жойлаштирилади: