Kimyoviykinetika va kataliz

Kimyoviy kinetika va kataliz
Reja:


1. Kimyoviy reaksiyalarning tezligi
2. Reaksiya tezligiga temperaturaning ta’siri
3. Kimyoviy reaksiyalarni kinetik jihatdan sinflarga ajratish
4. Reaksiya tezligi doimiysini hisoblash
5. Aktivlanish energiyasi
6. Murakkab reaksiyalar
7. Fotokimyoviy reaksiyalar
8. Zanjir reaksiyalar
9. Radiatsion-kimyoviy reaksiyalar
10. Kataliz to’g’risida umumiy ma’lumot
11. Gomogen kataliz
12. Geterogen kataliz
13. Ferment kataliz

Kimyoviy reaksiyalar kinetikasi-kimyoviy reaksiyalar tezligiga turli omillarning, ya’ni reaksiyaga kirishuvchi moddalarning tabiatiga, ularning konsentratsiyasiga, reaksiya berayotgan temperaturani, katalizatorning ishtirok etish-etmasligini va boshqa bir qancha omillarning ta’sirini o’rganadi.

Reaksiya tezligini oshirish va reaksiyaga halal beradigan qo’shimcha reaksiyalarning tezligini kamaytirish sanoatning ishlab chiqarish unumini oshirishga, xom ashyodan to’laroq foydalanishga, kam vaqt ichida ko’p mahsulot ishlab chiqarishga imkon beradi.
Kimyoviy reaksiyalarning o’zgarmas temperaturada reaksiya tezligi bilan reagentlarning konsentratsiyasi orasidagi bog’lanishni tekshiradigan sohasi rasmiy (formal) kinetika deyiladi.
Reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasining vaqt birligi ichida o’zgarishi reaksiya tezligi deb ataladi.
Reaksiyaga kirishayotgan moddalar miqdori (mol hisobida) vaqt o’tishi bilan kamayib boradi. Buning natijasida reaksiya tezligi massalar ta’siri qonuniga muvofiq vaqt o’tishi bilan kamayib boradi. natijada reaksiya tezligi ham har xil vaqt ichida turlicha bo’ladi.
Shuning uchun haqiqiy tezlik reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyalarining cheksiz vaqt ichida o’zgargan cheksiz kichik miqdoriga teng bo’ladi:
(47.1)
bunda, -reaksiyaning kuzatilgan tezligi,m-mol soni, c- konsentratsiya, t-vaqt, V-hajm.
Тurli reaksiya tezligini taqqoslash mumkin bo’lishi uchun tezlik hajm birligida hisoblanadi. Lekin statik (reaksiya berk idishda o’zgarmas hajmda sodir bo’lganda) tajribalarda odatda hajm ifodasi tushirib qoldiriladi.
Moddalar ekvivalent miqdorda reaksiyaga kirishgani uchun reaksiya tezligini reaksiyaga kirishuvchi moddalardan yoki reaksiya natijasida hosil bo’layotgan mahsulotlardan birortasining konsentratsiyasini vaqtga qarab o’zgarishi bilan ifodalash mumkin. Odatda qaysi moddaning miqdorini aniq o’lchash (tahlil qilish) oson bo’lsa, reaksiya tezligi ayni modda konsentratsiyasining o’zgarishi bilan o’lchanadi.
Lekin reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasi vaqt o’tishi bilan kamayib boradi, reaksiya natijasida hosil bo’layotgan moddalarning konsentratsiyasi esa aksincha ortib boradi. Reaksiya tezligi ikkala holda o’lchanganda ham musbat qiymatli bo’lishi uchun, dastlabki moddalar konsentratsiyasining o’zgarishini o’lchaganda oldiga (-), reaksiya mahsulotlari konsentratsiyasining o’zgarishi o’lchanganda esa musbat () ishora qo’yiladi. Shunday qilib,
(47.2)
massalar ta’siri qonuniga muvofiq quyidagi reaksiya borayotgan bo’lsa:
aAbB dDgG
Reaksiyaning tezligi quyidagicha qayd etiladi:
(47.3)
Bunda k-proporsionallik koeffitsiyenti bo’lib, u reaksiya tezlik doimiysi deb ataladi. Ba’zan bu ifoda kimyoviy reaksiyalarning asosiy postulati deb yuritiladi. Agar reaksiyaga kirishuvchi moddalar har birining konsentratsiyalari birga teng bo’lsa:
(47.4)
Demak, tezlik doimiysi (k) reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyalarining birga teng bo’lgandagi reaksiya tezligidir. Shuning uchun ba’zan k solishtirma tezlik ham deb ataladi. Kinetik hisoblashlarda k topiladi, zarur bo’lsa ma’lum konsetratsiyada boradigan tezlikni, (47.3) tenglamadan foydalanib hisoblanadi.
Тurli reaksiyalarning kuzatilgan tezlikka, ya’ni reaksiyaga kirishuvchi moddalarni hohlagan konsentratsiyada (miqdorda) olib o’tkazilgandagi reaksiya tezligining qiymati bilan emas, balki reaksiya tezlik doimiysining qiymati bilan solishtiriladi. Тezlik doimiysining qiymati reaksiyaga kirishuvchi moddalarning tabiatiga, temperaturaga va katalizatorga bog’liq bo’lib, reaksiyaga kirishuvchi moddalarning konsentratsiyasiga (yoki parsial bosimga) bog’liq emas.