Kimyoviy element!


Download 1.2 Mb.

bet14/14
Sana15.05.2019
Hajmi1.2 Mb.
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14

6.3.  REAKSIYA  TEZLIGINING  KONSENTRATSIYAGA  BOGLIQLIGI
Kimyoviy  reaksiyaning  tezligi  reaksiyaga  kirishuvchi  moddalar  konsentratsiya­
siga  bogiiq;  konsentratsiya  qancha  katta  boisa,  hajm  birligida  shuncha  ko'p  moie- 
kula  bor  boiib.  ulaming  to'qnashuvi  ortadi  va  reaksiya  mahsulotiga  aylanadi,  nati- 
jada  reaksiya  shuncha  tez  boradi.  Vaqt  o ’tishi  bilan  kimyoviy  reaksiyaning  tezligi 
kamayadi.  Bunga  sabab  shuki,  reaksiyaga  kirishuvchi  moddalar  konsentratsiyasining 
vaqt  o’tishi  bilan  kamayishi  molekulalaming  bir-biri  bilan  to'qnashuv  ehtimolligini 
kamaytiradi.  Reaksiya  tezligining  reaksiyaga  kirishuvchi  moddalar  konsentratsiyasi- 
_a  bogiiqligini  o ’rganish  massalar  ta’siri  qonunining  kashf etilishiga  (1867)  sabab 
boidi.  Bu  qonun  Guldberg  va  Vaage  tomonidan  kashf  etilgan  bo’lib,  quyidagicha 
todalanadi:  « 0 ‘zgarmas  temperaturada  kimyoviy  reaksiyaiarining  tezligi  reak­
siyaga  kirishuvchi  moddalar  konsentratsiyalarining  ko'paytmasiga  to‘g‘ri  pro-
135

porsionaldir».  Agar  reaksiya  tenglamasida  stexiometrik  koeffitsientlar  boisa,  ular 
hisobga olinadi  va daraja ko'rsatkichida yoziladi.  Umumiy ko‘rinishda yozilgan quyi- 
dagi  reaksiya  tenglamasi  uchun
nA + m B =pC +dD
massalar ta’siri  qonuniga  asosan  reaksiya  tezligi  quyidagicha  ifodalanadi: 
V =K C nA —CnB  yoki  V =  K[A]n- [ B ] m
CAva  CB -  A  va  В  moddalaming  ayni  vaqtdagi  molyar  konsentratsiyalari,  mol/1. 
«  va  m  -   reaksiyaga  kirishayotgan  moddalaming  stexiometrik  koeffitsientlari;  К 
reaksiyaning  tezlik  konstantasi.
Reaksiya  tezlik  konstantasining  fizik  ma’nosi  shundan  iboratki,  u  son  jihatdan 
reaksiyaga  kirishuvchi  moddalaming  konsentratsiyalari  1  mol//  ga  teng  bo'lgandag: 
reaksiya  tezligiga tengdir.  U  o ‘zaro ta’sir etayotgan  moddalaming tabiati, temperatura 
va  katalizatorga  bog'liq  bo'lib.  konsentratsiyaga  bog'liq  emas.  Masalan,
Be(OH)2+2H Cl =BeCl3+ 2 H ,0  
reaksiya  tezligi  quyidagicha  ifodalanadi:
V  =  K C Be(OH
)2
 
•  C2HC1  yoki  V =  K[HC1]2
Agar  kimyoviy  reaksiyaga  gaz  holatdagi  moddalar  kirishishsa,  u  holda  hajm 
birligidagi  molekulalar  soni  gazlar  bosimiga  proporsional  bo'ladi,  ya’ni  bosim  qan- 
cha  ortsa,  konsentratsiya  shuncha  marta  oshadi.  Masalan,
2H. + 0 .  —  2H20   (bug*)
bu  yerda  PH  va  P0  vodorod  bilan  kislorodning  parsial  bosimlari.
Demak,  tezlik  oldingiga  nisbatan  8  marta  oshar ekan.
Bir  necha  oraliq  reaksiyalar orqali  sodir  bo'ladigan  murakkab  kimyoviy jarayon- 
ning  tezligi  ular orasida  eng  sekin boradigan  oraliq  reaksiyaning  stexiometrik  tengla­
masi  bilan  aniqlanadi.  Geterogen  sistemadagi  kimyoviy  reaksiyalarda,  ya’ni  reaksi- 
yalarda  gaz,  erigan  moddalar  bilan  bir  qatorda  qattiq  moddalar  ham  ishtirok  etsa. 
u  qattiq  moddalar  reaksiyaga  chegara  sirti  -   yuzasi  orqali  kirishadi.  Qattiq  modda 
qancha  mayda  bo'Isa,  reaksiyaga  kirishuvchi  yuza  shuncha  katta  va  kimyoviy  reak­
siya  tezligi  shuncha  yuqori  bo'ladi.  Shunga  ко'га  qattiq  modda  yuzasining  katta yoki 
kichikligi  tezlikka  ta’sir etuvchi  omillardan  biri  bo'lib  hisoblanadi.
Massalar ta’siri qonunini quyidagi geterogen sistemadagi reaksiya uchun qo'llaylik:
CuO  ,+H  , —>  H ,0   +  Cw
(4) 
2(g) 

(g) 
(q )
V = K P
h
.
Yuqoridagi tenglamadan  ko'rinib turibdiki,  bu  reaksiya tezligining ifodasiga qattiq 
moddalaming  konsentratsiyalari  kirmaydi,  chunki  ular  o'zgarmasdir,  ya’ni  bu  reak­
siyaning  tezligi  faqat  vodorodning  konsentratsiyasiga  yoki  bosimiga  bog'liq  bo'ladi.
136

6.4.  R E A K S IY A  T E Z L IG IG A  TE M P ER A TE 'R A ISIN G   TA ’SIR I
Atom  va  molekulalaming  qo‘zg‘algan  holatlarida 
reaksiyaga  kirishish  xususiyati  kuchayadi.  Zarra- 
chalami  qo‘zg‘atish  uchun,  masalan,  temperaturani 
oshirish,  bosimni  ko’paytirish,  reaksiyaga  kirishayo- 
tgan  moddalarga  rentgen  nurlari,  ultrabinafsha  nurlar, 
y-nurlar ta’sir ettirish  kerak.  Teniperatura  o'zgarganda 
reaksiya  tezligining  o'zgarishiga  sabab,  uning  tezlik 
konstantasi  «К»  ni  o'zgarishidir.  Masaian,  0°C  da 
reaksiyaning  tezlik  konstantasi  1  ga  teng  boisa,  10°C 
da  2  ga  teng  boMadi,  20°C  da  4  ga,  30°C  da  8  ga,
40°C  da  16  ga,  50°C  da  32  ga,  60°C  da  64  ga,  70°C 
da  128  ga,  80°C  da  256  ga,  90°C  da  512  ga,  100°C 
da  esa  1024  ga  teng  boiadi.  Reaksiya  tezligining 
temperaturaga  bogiiqligini  Vant-Goff  aniqladi  va 
quyidagi  qoidani  ta'rifladi  (kashf  qildi):  «Tempera- 
tura  har  10  gradusga  koktarilganda  reaksiyalar 
tezligi  2 - 4   marta  ortadi».  Faraz  quaylik,  biror  reaksiyaning 
tez 

C  du
3  marta  ortsin.  U  holda  agar  0°C  da  reaksiya  tezligi  1  ga  teng  bo'isa.  :e~peraiura 
100°ga  ortganda  reaksiya  tezligi  1000  marta  ortadi.
Agar  t,  °C  dagi  tezlikni  Vt,  bilan,  t°,C  gradusdagi  tezlikni  V  t  - 
_  asak.
reaksiya  tezligining  teniperatura  bilan  bogMiqligi  quyidagi  matemank  :  da  b:Ian 
ifodalanadi:
I
bu  yerda  у  -   teniperatura  10°C  ko'tarilganda  reaksiya  tezligir  r.g  r.eeha  ~arta 
ortishini  ko'rsatuvchi  son,  u  reaksiyaning  teniperatura  koeffit'knt: 
ataiadi.
Vant-GofT  qoidasiga  binoan,  gomogen  reaksiyalar  tezliklarimra 
para:ura  koef 
fitsientlari  2 - 4   ga  teng  boMadi.  Ko‘pchilik  reaksiyalaming  temperatura  koeffitsient- 
lari  bir-biridan  kam  farq  qiladi.  Yuqoridagi  misollarda teniperatura  ar  rmenk progres- 
siya  bo'yicha  ko'paygan  holatlarda  reaksiya  tezligi  geometrik  pr  ’gressiya  bo‘yicha 
ortishini  kuzatdik.  1889-yili  Arrenius  tezlik  konstantasi  bilan  temperatura  o'rtasida 
bogManish borligini aniqlab, bu bogManishni quyidagi empirik  formula bilan  ifodaladi:
lg K = C —y
bu  yerda К -   reaksiyaning  tezlik  konstantasi,  C va  В -   ayni  reaksiya  uchun  xos  kon- 
stantalar,  T -   mutlaq  temperatura.
Bu  nazariyaga  asosan  reaksiya  tezligi  ikki  xil  tavsiflanadi:
Aktiv  molekulalar  sonini  oshirish  uchun  temperatura  ko’tariladi.
137

Aktivlanish  energiyasini  kamaytirish  yo'li  bilan  reaksiya tezligi  o‘zgartiriladi.
Bunga  muvofiq  kimyoviy  reaksiyaga  -   ayni  reaksiyani  amalga  oshirish  uchun 
yetarli  energiyasi  boigan  aktiv molekulalargina  kirishadi.  Noaktiv  molekulalarga  ke- 
rakli  qo‘shimcha  energiya  berib,  ulami  aktiv  molekulalarga  aylantirish  mumkin,  bu 
jarayon  aktivlanish  deyiladi.  Molekulani  aktivlanish  usullaridan  biri  yuqorida eslatib 
o‘tilganidek  temperaturani  oshirish  yo'Iidir.
Temperatura  ko‘tarilganda  aktiv  molekulalar soni  geometrik progressiya bo‘yicha 
ko‘payadi,  natijada  reaksiya  tezligi  ortadi.  Reaksiya  tezligi  tajriba  yo‘li  bilan  aniqla- 
nadi  va  Ea  harfi  bilan  belgilanadi  va  kJ/mol  da  ifodalanadi.
Bolsman nazariyasiga ko‘ra kimyoviy reaksiyaning tezligi aktiv va aktiv bo‘lmagan 
molekulalar  orasidagi  nisbatga  bog‘liq  bo'ladi.  Bu  nisbat  Bolsman  qonuniga  binoan 
quyidagi  tenglama  bilan  ifodalanadi:
Nt
  _  
E
N0 
RT
Bu  yerda  N,  -  aktiv  molekulalar  soni,  N() -   barcha  molekulalar  soni,  E -   aktivla­
nish  energiyasi,  T -   mutlaq  temperatura,  R  -  gaz  konstantasi.
1953-yili  Eyring  va  Polyani  taklif etgan  nazariyalar  bo‘yicha  reaksiyaning  aktiv­
lanish  energiyasi  dastlabki  moddalami  «aktiv  kompleks»  holatiga  o‘tkazish  uchun 
zarur boigan  energiya  miqdoridir.  «Aktiv  kompleks»  nazariyasiga  muvofiq  dastlabki 
moddalar  «aktiv  kompleks»  orqali  reaksiya  mahsulotlariga  o ‘ta  oladi.  Bu  nazariyaga 
ko‘ra  dastlabki  moddalar  aktiv  kompleks  orqali  reaksiyaga  kirisha  oladigan  holatga 
o'tganda  sistema  energetik  jihatdan  oddiy  holatga  o ‘tadi.  Masalan,  reaksiyaga  kiri- 
shayotgan  A  va  В  moddalar  reaksiya  mahsulotlari  C  va  D  ni  hosil  qilish  uchun  ular 
energetik  g'ovni  yengib  o'tishi  kerak.  Bunga  aktivlanish  energiyasi  (Ea)  sarflanadi. 
ya'ni  sistemaning  energiyasi  shu  kattalik  qadar  ortadi.  Bunda  reaksiyaga  kirishayot- 
gan  moddalaming  zarrachalaridan  o iish   holati  yoki  aktivlangan  kompleks  deyiladi- 
gan  beqaror gruppacha  hosil  boiadi,  reaksiya mobaynida Cva D ning  hosil  boiishiga 
olib keladi.  Masalan,  BC  va A moddalar reaksiyaga  kirishib, AB  va C  moddalar hosil 
qilsa,  bu  reaksiyaning  aktiv  kompleks  orqali  borishi  quyidagicha  ifodalanadi:
BC + A=(BC • A )*=A B +C
dastlabki 
aktiv 
reaksiya 
moddalar 
kompleks 
mahsulotlari
6.5.  KIMYOVIY  REAKSIYA  TEZLIGIGA  ERITUVCHINING  TA’SIRI
Kimyoviy  reaksiyaning  tezligiga  yuqorida  bir  necha  marta  qayd  etilgan  faktor- 
lardan  tashqari  erituvchilar  ham  katta  ta'sir  ko’rsatadi.  Ko‘pchilik  reaksiyalar  erituv- 
chi  almashtirilganda  o‘z  tezligini  o'zgartiradi.  Bunga  misol  qilib  quyidagi  reaksiyani 
ko‘rsatish  mumkin:
C2H5I+ (C 2H5)3N = (C 2H5)4NI
138

Ushbu  reaksiyaning  tezligi  erituvchi  tabiatiga  qarab  anchagina  o'zgaradi.  Bun- 
da  reaksiya  kinetikasini  tavsiflovchi  asosiy  kattaliklar  -   E  ham.  К  ham  o'zgaradi. 
Reaksiya  tezligining  erituvchilarda  gaz  muhitidagiga  qaraganda  kamayishi  akti\- 
likning  kamayishi  (dezaktivlanish)  hodisasidan  kelib  chiqadi.  degan  fikrlar  ma’lum. 
Bu  nazariyaga  ko'ra  aktiv  molekulalar  erituvchining  molekulalari  bilan  to'qnashib. 
o‘z  aktivligini  yo'qotadi.  To‘qnashish  nazariyasiga  asoslangan  bu  fizik  nazariya  bir 
tomonlama  bo‘lib,  erituvchilaming  turlicha  ta’sir etish  sabablarini  tushuntira  olmadi. 
O'tkazilgan  ko‘p  tajribalar  erituvchilaming  ta’siri  uglevodorodlarda  ia\mqsa.  alifatik 
uglevodorodlarda)  o‘tkazilgan  reaksiyalaming  tezligi  kam  bo‘lishini  ko'rsatdi  Galo- 
genlaming  hosilalarida  reaksiya  tezligi  ozroq  ortadi,  keton  va  spirtlarda  esa  yuqori 
bo'ladi.  Erituvchilaming  reaksiya  tezligiga  ta’sirini  ulaming  biror fizik  \   >sas:  bilan 
bog‘lashga urinib  ko'rildi.  Lekin  bu ham erituvchilaming turlicha  ta'sir etish  sababim 
to'la-to'kis  tushuntirib  bera olmadi.
Reaksiya  tezligiga  erituvchining  reaksiyaga  kirishayotgan  moddalar  у   к:  reak­
siya  mahsuloti  bilan  turli  birikmalar,  masalan,  solvatlar hosil  qilishi  katta ta'sir aiiad: 
Uglevodorodlaming  erigan  modda  (reagent)lar  bilan  birikma  hosil  qilish  ehum  Hg 
juda  kam.  Qutbli  va  ayniqsa,  vodorod  bog‘lanish  mavjud  bo‘lgan  erituvchilaming 
erigan  moddalar  bilan  birikmalar  hosil  qilishi  ancha  oson.  Erituvchini  reagcrr.'ar- 
ning  birortasi  bilan  beqaror  oraliq  birikma  hosil  qilishi  va  buning  natijasida  reaks  > ^ 
aktivlanish  energiyasining  kamayishi  mumkin.  Bu  esa  reaksiyani  tezlashtiradi  Aga- 
hosil  bo'lgan oraliq  birikma barqaror bo‘lsa, reaksiyaning aktivlanish energiyasi  on  b. 
reaksiya  tezligi  kamayishi  mumkin.
Reaksiyaning  aktivlanish  entropiyasi.  Reaksiya  tezligi  faqat  aktivlanish  ener­
giyasining  qiymatigagina  emas,  balki  molekulalar  tarkibidagi  atomlar  va  atom 
g r . r -  
palarining  joylanishiga,  ulaming  katta-kichikligi  va  shakllariga  bog'liqligi. 
energiyasi  reaksiyaning  aktivlanish  energiyasiga  teng  boigan  to‘qnashu\ lar 
-n  . 
undan  katta  qiymatli  energiyaga  ega  bo‘lgan  to‘qnashuvlar)  natijasida  ham  -e.:- -  . 
amalga  oshmasligi  mumkin.  Bundan  tashqari,  kimyoviy  reaksiya  jarayomda  reak­
siyaga  kirishuvchi  moddalarda  bog‘lar  uzilib  yangi  bog‘lanishlar  vujudga  kehshi 
natijasida  zarrachalaming  tartibsiz  harakati  birmuncha  ortib,  aktivlanish 
ia ra y o n id a  
sistemaning  entropiyasi  ham  ancha  o'zgaradi.  Shu  holatga  mos  keladigan  entropiya 
aktivlanish  entropiyasi  deyiladi.  Modda  holatining 

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14


Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2017
ma'muriyatiga murojaat qiling