Kinetika: Kmyoviy reaksiyalarning tezliklari va mexanizmlari

16.1 rasm. Tezroq reaksiya (yuqorida) va sekinroq reaksiya (quyida). Reaksiya mobaynida reagentning konsentratsiyasi kamayadi va mahsulotniki ortali.

Har qanday berilgan sharoitlarda moddaning tabiati tezlikni aniqlaydi. Masalan, xona temperaturasida vodorod ftor bilan juda tez, ammo azot juda sekin reaksiyaga kirishadi: H2(g)+F2(g) = 2HF(g) (juda tez) 3H2(g)+N2(g)=2NH3(g) (juda sekin) Demak, har qanday reaksiya turli sharoitlarda turli tezliklarga ega. Kimyoviy jarayonlar juda keng tezliklar diapazonlariga ega bo‘lishi mumkin. Masalan, neytralizatsiya, portlashga bir necha sekund ketishi mumkin. Mevalarning chirishiga o‘xshash, bir necha bosqichga ega reaksiyalarning ketishi uchun kunlar va oylar ketishi mumkin.

16.2 rasm. Reaksiya amalga oshishi uchun etarli to‘qnashuv energiyasi kerak bo‘ladi.

Albatta xech kim o‘lgan o‘simliklardan million yil mobaynida ko‘mir bo‘lishini kutishni xoxlamaydi. Reaksiya tezligini bilish xayot va o‘lim orasidagi farqni, sanoatda mahsulot hosil bo‘lishi uchun ketgan vaqt orasidagi farqni bilishga yordam beradi. Biz tezlikka ta’sir qiluvchi 4 faktorni nazorat qila olamiz: reagentlar konsentratsiyasi, fizik holat, reaksiya temperaturasi va katalizator. Biz bu bo‘limda birinchi uchtasini ko‘rib chiqamiz va oxirgi to‘rtinchisini 16.7 bo‘limda ko‘rib chiqamiz. Konsentratsiya, molekulalar reaksiyaga kirishishi uchun bir-biri bilan to‘qnashishi kerak. Reaksiya tezligiga ta’sir qiluvchi asosiy faktor bu reagentlarning konsentratsiyasidir, chunki reaksiya faqat molekulalar to‘qnashganida amalga oshadi. Qanchalik ko‘p molekulalar bo‘lsa, ularning to‘qnashish ehtimoli shunchalik ortadi va reaksiya amalga oshadi. SHu sababdan, reaksiya tezligi reagentlar konsentratsiyasiga proporsionaldir tezlikto‘qnashuvlar chastotasikonsentratsiya Fizik holat, molekulalar to‘qnashishi uchun aralashishi kerak. SHuningdek, reagentlar qanchalik oson aralashishini aniqlaydigan to‘qnashuvlar chastotasi fizik holatga bog‘liq bo‘ladi. Reagentlar bir xil fazada bo‘lishsa, masalan suvli eritmada, xar qanday termik siljish molekulalarning to‘qnashuviga olib keladi. Agar reagentlar turli fazalarda bo‘lishsa, reaksiya faqat fazalar yuzasida sodir bo‘ladi, shuninng uchun ular yuzasini maydalash bilan ko‘paytirish kerak. SHu sababdan, qattiq yoki suyuq fazalar qancha ko‘p yuzalarga bo‘lingan bo‘lsa ularning tezligi shuncha tez bo‘ladi. Masalan, qalin po‘lat bo‘lagi kislorod oqimida yonmaydi, ammo xuddi shu sharoitlarda yupqa po‘lat bo‘lagi osonlik bilan alangalanadi. Temperatura: molekulalar etarli energiya bilan to‘qnashishlari kerak. Odatda temperatura reaksiya tezligiga katta ta’sir ko‘rsatadi. Ikkita oshxona jixozi bu ta’sirni ko‘rsatib beradi: muzlatgich ovqatdagi kimyoviy jarayonlarni sekinlashtirib beradi va gaz pechi kimyoviy jarayonlarni tezlatib beradi. CHastota va to‘qnashuvlar energiyasini ko‘paytirgan holda temperatura reaksiya tezligiga ta’sir ko‘rsatadi. To‘qnashuvlar chastotasi. Gaz na’munasidagi molekulalar turli tezliklarga ega bo‘ladi, turli temperatura futsnksiyalariga ega bo‘lib (5.13 rasmga qarang). SHu sababdan, yuqori temperaturalarda to‘qnashuvlar chastotasi ortadi va ko‘p molekular reaksiyaga kirishadi: tezlikto‘qnashuvlar chastotasitemperatura To‘qnashuvlar energiyasi. Temperatura asosan reaksiyadagi molekulalarning energiyasiga va to‘qnashuvlar energiyasiga ta’sir qiladi. Ko‘p to‘qnashuvlarda molekulalar bir-biri bilan urilishi uchun etarli darajada energiyaga ega bo‘lishadi. Ammo, ba’zi to‘qnashuvlarda molekulalar energiyasi etarli bo‘lmaydi., Azot monooksid (NO) va ozon (O3) orasidagi to‘qnashuvlar natijasini 16.2 rasm ko‘rsatadi. YUqori temperaturalarda etarli energiyali molekulalar to‘qnashadi va ko‘proq molekulalar reaksiyaga kirishadi: tezlikto‘qnashuv energiyasitemperatura