Maruza 15 Reaksiyalar tezligiga omillar ta’siri. Aktivlanish energiyasi

Qaytmas va qaytar reaksiyalar. Kimyoviy muvozanat
Kimyoviy reaksiyalarni ikki guruhga bo‘lish mumkin: qaytmas va qaytar reaksiyalar. Qaytmas reaksiyalar oxirigacha, ya’ni o‘zaro reaksiyaga kirishuvchi moddalardan biri batamom sarf bo‘lguncha boradi. Masalan, rux bilan konsentrlangan nitrat kislota o‘rtasidagi o‘zaro ta’sirni olaylik:
Zn + 4HNO₃ = Zn(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O
Nitrat kislotaning miqdori etarli bo‘lsa, reaksiyada rux butunlay erib bo‘lgach tugaydi. Agar rux nitrat eritmasi orqali azot (SH)-oksid o‘tkazilsa, nitrat kislota va rux hosil bo‘lmaydi, ya’ni bu reaksiya teskari yo‘nalishda bormaydi. Demak, rux bilan nitrat kislotaning o‘zaro ta’siri qaytmas reaksiyadir.
Qaytar reaksiyalar oxirigacha bormaydi; qaytar reaksiyalarda reaksiyaga kirishuvchi moddalardan hech biri to‘liq sarf bo‘lmaydi. Qaytar reaksiyalar to‘g‘ri yo‘nalishda ham, teskari yo‘nalishda ham boradi. Masalan, ammiak sintezi quyidagi tenglama bo‘yicha boradi:
N₂ + 3H₂ = 2NH₃

reaksiya uchun sharoit yaratilgandan so‘ng gazlar aralashmasi analiz qilinsa, sistemada faqat reaksiya mahsuloti (ammiak) bo‘libgina qolmay, dastlabki moddalar (azot va vodorod) ham bo‘ladi. Demak, ammiak sintezi qaytar reaksiyadir. Ikki qarama-qarshi yo‘nalishda boradigan jarayonlar qaytar jarayonlar deb ataladi.

Qaytar reaksiyalar tenglamalarida tenglik ishorasi o‘rniga strelka qo‘yiladi; bu strelkalar reaksiyani to‘g‘ri va teskari tomonga borishini ifodalaydi.
Qaytar reaksiyalarda avval to‘g‘ri reaksiya tezligi yuqori bo‘lib, teskari reaksiya tezligi nolga teng bo‘ladi. reaksiya borishi natijasida dastlabki moddalar sarf bo‘ladi va ular konsentratsiyalari kamayadi va natijada to‘g‘ri reaksiya tezligi kamaya boshlaydi. Bir vaqtning o‘zida reaksiya mahsulotlari hosil bo‘lib, ularning konsentratsiyasi oshib boradi. Buning natijasida teskari reaksiya bora boshlaydi, uning tezligi sekin asta osha boshlaydi .
To‘g‘ri va teskari tezliklari bir xil bo‘lib qolganda (V_to‘g‘ri =V_teskari) kimyoviy muvozanat vujudga keladi. Kimyoviy muvozanat holatida vaqt birligi ichida qancha mahsulot parchalansa, shuncha miqdor yangisi hosil bo‘ladi.
Kimyoviy muvozanatni dinamik (harakatchan) muvozanat deb yuritiladi. Bu muvozanat holatida to‘g‘ri reaksiya ham, teskari reaksiya ham boradi, lekin ularning tezligi bir xil bo‘ladi.
Kimyoviy muvozanatning miqdoriy xarakteristikasi kimyoviy muvozanat konstantasidir. Bu konstantani vodorod yodid sintezi reaksiyasi misolida ko‘rib chikaylik:
H₂ + J₂ = 2HI
Massalar ta’siri qonuniga binoan to‘g‘ri va teskari reaksiyalar tezliklari quyidagicha ifodalanadi:

Muvozanat holatida to‘g‘ri va teskari reaksiyalarning tezliklari bir-biriga teng (V_to‘g‘ri = V_teskari) bo‘lganligi uchun
k₁[H₂][I₂] = k₂[HI]²
to‘g‘ri va teskari reaksiyalar tezlik konstantalarining bir-biriga nisbati ham konstanta hisoblanadi:

U ayni reaksiyaning muvozanat konstantasi K deb ataladi:

Umumiy qaytar reaksiyaning muvozanat konstantasi quyidagicha:
aA + bB = rR + qQ

Geterogen reaksiyalarning muvozanat tenglamasiga faqat gaz yoki suyuq fazadagi moddalar konsentratsiyalari kiradi. Masalan,
CO₂ + C = 2CO
reaksiyaning muvozanat konstantasi:

Muvozanat konstantasining qiymati reaksiyaga kirishuvchi moddalar tabiati va haroratga bog‘liq. Katalizatorlar ishtirokiga bog‘liq emas.
Muvozanat konstantasi K ning qiymati qanchalik katta bo‘lsa, reaksiyaning unumi shunchalik ko‘p bo‘ladi. SHu sababli reaksiyalarning muvozanat konstantasini bilish kimyo va kimyoviy texnologiya uchun muhim ahamiyatga egadir.