Kimyoviy kinetika va muvozanat Reja

Kimyoviy kinetika va muvozanat


Reja:
1. Gomogen va getrogen sistemalarda kimyoviy reaksiya tezligi. Reaksiyalarning tezlik konstantasi.
2. Reaksiya tezligiga ta’sir etuvchi omillar. Xaroratning reaksiya tezligiga ta’siri. Vant-Goff qoidasi. Konsentratsiyaning reaksiya tezligiga ta’siri.
3. Gomogen va getrogen kataliz.
4. Kimyoviy muvozanat va unga ta’sir etuvchi omillar.
5. Kimyoviy muvozanatning siljishi. Le-SHatele prinsipi.

Kimyoviy reaksiyalar tezligi xaqidagi va bu tezlikka turli faktorlarning ta’sirini o‘rganadigan ta’limotga kimyoviy kinetika deyiladi.

Kimyoviy reaksiya deb, biror-bir moddaning o‘zgarishiga aytiladi, yoki biron-bir elementning ikkinchi bir element bilan o‘zaro ta’siri tushuniladi. Kimyoviy reaksiyalarning tezligi turlicha bo‘ladi. Er qobiQida sodir bo‘ladigan jarayonlar asrlar bo‘yi davom etsa portlash reaksiyalari sekundning ulushlari davomida tugaydi.
Biron-bir kimyoviy texnologik jarayonni olib ko‘raylik. Bunda reaksiyaning tezligi, ya’ni texnologik jarayonning tezligi mexnat unumdorligini belgilaydi. Jarayon qancha tez davom etsa, shuncha ko‘p miqdor maxsulot ishlab chiqariladi. SHunday jarayonlar xam mavjudki, aksincha borayotgan reaksiyaning tezligini kamaytirish zarur.
Kimyoviy reaksiyalarning tezligi reaksiyada ishtirok etayotgan moddalar konsentratsiyasining vaqt birligi ichida o‘zgarishi bilan o‘lchanadi. Moddalarning xajm birligidagi miqdori konsentratsiya deb ataladi. Reaksiyalar tezligini o‘lchashda konsentratsiyalar, odatda 1 l xajmdagi moddalarning mollari soni bilan ifodalanadi. Masalan: reaksiyaning tezligi 2 mol/min deyilsa, bir minutda reaksiyada ishtirok etayotgan moddaning konsentratsiyasi 2 mol o‘zgargan bo‘ladi.
Xar qanday reaksiyaning tezligi reaksiyaga kirishuvchi moddalarning tabiatiga va shu reaksiya boradigan sharoitiga boQliq. Reaksiya tezligiga ta’sir etuvchi faktorlarga, reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasi, xarorati modda sirtining katta-kichikligi, bosim, katalizator omillar sabab bo‘ladi.
C
V = ------
t
C - moddaning molyar konsentratsiyasi
t - vaqt
S - t - vaqt ichida konsentratsiyaning o‘zgarishi. Reaksiya tezligining o‘zgarish birligi mol/l*sek yoki mol/l*min.
Reaksiya tezligining reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasiga boQliqligini o‘rganish massalar ta’siri qonunining kashf etilishiga sabab bo‘ladi. Bu qonunni 1867 yilda norvegiya olimlari Guldberg va Vaag kashf etishgan.
Kimyoviy reaksiya xar xil tezlikda boradi. Kimyoviy reaksiya tezligi bir qancha faktorlarga boQliqdir, ya’ni moddaning konsentratsiyasiga, temperaturaga va katalizatorga.
Kimyoviy reaksiyalarning tezligi vaqt birligi ichida reaksiyaga kirishayotgan moddalar konsentratsiyasining o‘zgarishi bilan o‘lchanadi. Reaksiyaga kirishuvchi moddalarning konsentratsiyasi qancha katta bo‘lsa, reaksiyaga kirishuvchi moddalarning to‘qnashish soni xam shuncha ko‘p bo‘ladi, reaksiyaning tezlanish extimoli ko‘proq bo‘ladi.
Reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasi bilan reaksiya tezligi orasidagi qonuniyatdan massalar ta’siri qonuni kelib chiqadi. Massalar ta’siri qonuni quyidagicha ta’riflanadi.
Reaksiya tezligi reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyalarining ko‘paytmasiga to‘Qri proporsionaldir.
Agar molekula A bilan molekula V moddalar reaksiyaga kirishsa reaksiya tezligi qiymati quyidagicha bo‘ladi:
m A +n B = p C
V = k [A]^m [ B]ⁿ
bunda [A] va [ V] lar A, V moddalarning molyar konsentratsiyalari, k - tezlik konstantasi,
m, n - lar stexiometrik koeffitsentlar.
Gazlar orasida boradigan reaksiyalarning tezligiga bosim sezilarli darajada ta’sir etadi. CHunki bosimga proporsional ravishda reaksiyaga kirishayotgan gazsimon moddalarning molekulalar konsentratsiyasi xam o‘zgaradi.
Masalan: 2NO + Cl₂ 2NOCl
Bosim 2 marta ortganda bu reaksiya tezligi qanday o‘zgaradi?
Echish: bosim 2 marta ortganda gazlar aralashmasining xajmi 2 marta kamayadi. SHuning uchun xar qaysi gazning molekulyar konsentratsiyasi 2 marta ortadi. Bosim o‘zgarmagandagi reaksiyaning tezligini V₀ desak
V₀ = k[NO]²[Cl₂]
bosim 2 marta ortgandagi reaksiyaning tezligini V desak
V₀ = k[2NO]²[2Cl₂] = 8k[NO]²[Cl₂]
V = 8V₀
Demak, reaksiyaning tezligi 8 marta ortadi.
Geterogen sistemalarda reaksiyalarning tezligi. Tashqi muxitdan ajratib qo‘yilgan modda yoki moddalar aralashmasi sistema deyiladi. Sistema ikki xil bo‘ladi.
1. Gomogen.
2. Geterogen.
Bir xil jinsli sistemalar gomogen sistemalar deyiladi. Masalan: xavo (xar-xil gazlarning aralashmasi), spirtning suvdagi eritmasi.
Xar xil jinsli sistemalar geterogen sistemalar deyiladi.
Misollar. S + O₂ = SO₂
1. Ko‘mirning yonishi: S - qattiq faza - uglerod
O₂ - gaz faza - kislorod.
2. Ruxning kislotada erishi:
Zn - qattiq faza - rux
HCl - suyuq faza - kislota eritmasi.
Geterogen sistemalarda o‘zaro ta’sir etuvchi yuzalar qancha ko‘p bo‘lsa, kimyoviy reaksiyalarning tezliklari xam shuncha ko‘p bo‘ladi. SHuning uchun geterogen sistemalarda reaksiya tezligini oshirish uchun, agar qattiq modda gaz yoki suyuqlik bilan reaksiyaga kirishayotgan bo‘lsa, qattiq moddaning yuzasini oshirish uchun u mayda zarrachalarga bo‘linadi.
Geterogen sistemalarda reaksiya tezligining o‘lchov birligi mol/sm²sek bilan ifodalanadi.
Geterogen reaksiyalarda qattiq moddalar konsentratsiyasi massalar ta’siri qonuniga boQliq emas. CHunki bunday reaksiyalarda qattiq moddaning xammasi emas, balki yuza qatlamdagilargina qatnashadi.
Misol: o‘zgarmas sirtga ega bo‘lgan qattiq modda bilan reaksiyaga kirishsa bunday sistemalar uchun reaksiya tezligi faqat gaz moddani bosimga boQliq bo‘ladi.
FeO _qattiq + CO Fe + CO₂ reaksiya uchun V = kP_CO
Reaksiya tezligining temperaturaga miqdoriy boQlikligini Vant - Goff qoidasi aniqlaydi.
Temperatura 10⁰ gradusga ko‘tarilsa reaksiya tezligi, taxminan 2 - 4 marta ortadi.
Bu qoidaning matematik ifodasi quyidagichadir.
t₂ - t₁
Vt₂ = Vt₁ *  ¹⁰
Vt₁-t₁ - temperaturadagi reaksiya tezligi
Vt₂-t₂ - temperaturadagi reaksiya tezligi
 - reaksiyaning temperatura koeffitsenti.
Masala: 20⁰ S temperaturadagi reaksiya tezligi 2 mol / sek ga teng. Temperatura 80⁰ S ga ko‘tarilsa, reaksiya tezligi necha marta ortadi?
Echish: 80 - 20
10
V₈₀ = 2 * 2 = 128 mol / sek
Demak, reaksiya tezligi 64 marta ortadi.
Kimyoviy muvozanat. Јaytarlik belgisiga ko‘ra reaksiyalar qaytar va qaytmas reaksiyalarga bo‘linadi.
Bir vaqtning o‘zida qarama - qarshi tomonga boradigan reaksiyalar qaytar reaksiyalar deyiladi. N₂ + J₂ = 2NJ
yoki umumiy ko‘rinishda quyidagicha yozish mumkin:
m A + n B = p C + q D
qaytar reaksiya tezliklarini mos ravishda V₁ va V₂ bilan belgilsak:
V₁ = K₁ [ A ]^m * [ B ]ⁿ
V₂ = K₂ [ C ]^p * [ D ]^q
bunda K₁ va K₂ to‘Qri va teskari reaksiya tezlik konstantalari m, n, p, q - stexiometrik koeffitsentlar.
Reaksiya maxsulotlari o‘zaro ta’sir etmaydigan reaksiya qaytmas reaksiya deb ataladi.
2KCLO₃ = 2KCL +3O₂
Agar sistemada kimyoviy muvozanat qaror topdi deylik u vaqtda, qarama - qarshi yo‘nalgan reaksiyalarning tezligi o‘zaro teng bo‘ladi. V₁ = V₂
YA’ni K₁[A]^m[B]ⁿ = K₂[C]^d[D]^q
K₁ [C]^d[D]^q
bunda K = ---- = ------------
K₂ [A]^m[B]ⁿ
K - kimyoviy muvozanat konstantasi.
Muvozanat konstantasi reaksiyaning qanchalik chuqur borishini, reaksiya uchun olingan moddalarning qancha qismi reaksiyaga kirishganini ko‘rsatadi. “K” ning qiymati qanchalik katta bo‘lsa, reaksiya maxsuli xam shuncha katta bo‘ladi.
Kimyoviy muvozanat shartlaridan birortasi, ya’ni temperatura, bosim yoki konsentratsiya o‘zgarsa, muvozanat darxol buziladi. SHaroit o‘zgarishi bilan muvozanatning qaysi tomonga siljishini Le-SHatele prinsipi ko‘rsatib beradi.
Sistemaning temperaturasi pasaytirilsa, ekzotermik reaksiyaning tezligi ortadi, muvozanat issiqlik chiqaradigan tomonga
siljiydi.
N₂ + O₂ = 2NO - 43,2 kkal
Temperaturaning oshishi muvozanatni ekzotermik protsess tomonga siljitadi. Sistemaning bosimi ortganda, muvozanat molekulalar kamayadigan tomonga, bosimning kamayishi esa muvozanatni molekulalar ko‘payadigan tomonga siljitadi.
Birorta moddaning konsentratsiyasi kamaysa muvozanat shu moddaning xosil bo‘lish tomonga siljiydi:
SO + N₂O SO₂ + N₂
[SO] va [H₂O] ortsa muvozanat o‘ngga siljiydi. [CO₂] va [H₂] kamaysa xam o‘ngga siljiydi. Aksincha: [CO₂] va [H₂] ortsa yoki [CO] va [H₂O] kamaysa muvozanat chapga siljiydi.


Adabiyotlar:
1. Raximov X.R. Anorganik kimyo. II nashr. T. “o‘qituvchi”. 1984.
2. Axmerov K.M., Jalilov A., Ismoilov A. Umumiy va anorganik kimyo. T. “o‘qituvchi. 1988.
3. Axmetov N.S. Anorganik kimyo. Vыsshaya shkola. 1975.