O„zbekiston respublikasi oliy va o„rta maxsus ta`lim
Download 4.15 Mb. Pdf ko'rish
|
Физик ва коллид химия. Дарслик
|
10. Kimyoviy reaksiyalar kinetikasi 10.1. Formal kinetika. Reaksiya tezligi va tezlik konstantasi. 10.2. Kimyoviy reaksiyalarning molekulyarligi va tartibi. Statistik sharoitdagi reaksiya kinetikasi. 10.3. Reaksiya tartibini aniqlash usullari. 10.4. Reaksiya tezligini temperaturaga bog„liqligi. Vant–Goff, Arrenius tenglamalari. 10.5. Murakkab reaksiyalar. Fotokimyoviy va zanjir reaksiyalar. 10.6. Molekulyar kinetika, aktiv to„qnashishlar nazariyasi. 10.1. Formal kinetika. Reaksiya tezligi va tezlik konstantasi. Kimyoviy termodinamika reaksiyalarning borish yoki bormasligini oldindan bilish imkoniyatini beradi. Biroq, termodinamik jihatdan sodir bo„lishi mumkin bo„lgan reaksiyalar har doim ham kutilganidek sodir bo„lavermaydi. Masalan, organik moddalarning barchasi molekulyar kislorod bilan karbonat angidrid va suvni hosil qilib tezgina oksidlanishi kerak, chunki bu reaksiya Gibbs energiyasining ancha kamayishi bilan sodir bo„ladi. Lekin amalda, o„simliklar, hayvonlar, ko„mir, neft va boshqalar juda sekin oksidlanadi. Demak, reaksiyalarning nafaqat sodir bo„lish imkoniyatlari, balki qanday tezlikda sodir bo„lishi ham katta ahamiyatga ega. Kimyoviy kinetika – kimyoviy jarayonlar, kimyoviy reaksiyalar tezligi va unga ta`sir etuvchi omillar hamda ularning vaqt davomidagi mexanizmi va qonuniyatlari to„g„risidagi ta`limotdir. Uning amaliy ahamiyati beqiyasdir, zero kinetika qonuniyatlarini va reaksiyalarning mexanizmini bilgan holda, kimyoviy jarayonlarni boshqarish mumkin. Maxsulot unumi, ya‟ni mehnat va qurilmalar unumdorligi kimyoviy reaksiyalarning tezligiga bog„liq. Kimyoviy reaksiyalar kinetikasining mazmunini ikki asosiy bo„lim tashkil qiladi: 169 1. Reaksiyaning mexanizmini hisobga olmasdan turib, tezligini rasmiy (formal)- matematik ifodasi bo„lib, formal kinetika deb nomlanuvchi bo„lim. 2. Kimyoviy ta`sirlanish mexanizmlari to„g„risidagi ta`limot bo„lib, molekulyar kinetika deb nomlanadi. Agar reaksiya bir bosqichda sodir bo„lsa uni elementar kimyoviy reaksiya deyiladi. YOpiq sistemad borayontgan quyidagi elementar reaksiyani taxlil qilamiz: aΑ + bB → cC + dD Α va B – reagentlar, ya‟ni reaksiyaga kirishuvchi dastlabki moddalar, a va b – mos ravishda shu moddalarning koeffitsientlari; C va D – maxsulotlar, ya‟ni reaksiya natijasida hosil bo„lgan moddalar, c va d – mos ravishda shu moddalarning koeffitsientlari. Reaksiya davomida reagentlarning miqdori kamayib, maxsulotlarning miqdori ortib boradi (10.1 rasm). Reaksiya boshlanishida bog„liqlik to„g„ri chiziqli o„zgarsa, birozdan keyin o„zgarish gradienti kamayadi, reaksiya so„ngida (qaytar reaksiyaning muvozanat holatida) moddalarning miqdori o„zgarmay qoladi. Reaksiya tezligi reagentlar yoki maxsulotlar miqdorini vaqt birligi ichida o„zgarishini bildiradi. Hajm birligidagi modda miqdori, ya‟ni konsentratsiya tezlikni aniqlashning eng yaxshi mezonidir. 10.1 rasm. Reaksiya mobaynida reagentlar (1) va maxsulotlar (2) miqdorining o„zgarishi. Demak, kimyoviy reaksiyaning tezligi reaksiyada qatnashuvchi biror modda konsentratsiyasini vaqt birligi ichida o„zgarishiga teng: bu yerda: – reaksiya tezligi, mol/l·s; yoki – reaksiyada qatnashuvchi biror modda konsentratsiyasining o„zgarishi, – shu moddaning avvalgi va – keyingi konsentratsiyasi; yoki – reaksiya sodir bo„lgan vaqt, s, – reaksiya boshlangan va – tugallangan vaqt. Agar tezlik reagent bo„yicha hisoblansa , tezlik maxsulot bo„yicha hisoblansa . Natija manfiy bo„lishi mumkin emas, shuning uchun matematik ifodada belgisi qo„yilgan. Reaksiya tezligiga reaksiyaga kirishuvchi moddalarning tabiati, konsentratsiyasi, temperatura, qattiq moddalarni yuzasi, katalizator ta‟sir 170 ko„rsatadi. Masslar ta‟siri qonuniga binoan reaksiya tezligi reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasiga to„g„ri proporsional: [ ] [ ] bu yerda: – proporsionallik koeffitsienti bo„lib, reaksiyaning tezlik konstantasi deyiladi; [A], [B] – reaksiyaga kirishuvchi moddalarning konsentratsiyasi; a – reaksiyani A modda bo„icha tarkibi; b – reaksiyani B modda bo„yicha tartibi; a+b – reaksiyaning umumiy tartibi. (10.2) ifoda kimyoviy kinetikaning asosiy postulati deyiladi. Reaksiyaning tezlik konstantasini fizik ma‟nosini aniqlash uchun reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasini 1 M ga teng deb olamiz. U holda reaksiya tezligi tezlik kontantasiga teng bo„ladi: . Demak, reaksiyaning tezlik konstantasi reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasi 1 ga teng bo„lgandagi tezlikdir. Reaksiyaning tezlik konstantasi tezlikka nisbatan muhimroq kattalikdir. Sababi, tezlik moddalarning konsentratsiyasiga bog„liq, konsentratsiya ko„proq bo„lsa, tezlik ham kattaroq bo„ladi. Reaksiyaning tezlik konstantasi esa moddalar konsentratsiyasiga bog„liq emas, ularning tabiatiga va temperaturaga bog„liq. SHuning uchun reaksiyaning borishi to„g„risida tezlik konstantasi aniq axborot beradi. 10.2. Kimyoviy reaksiyalarning molekulyarligi va tartibi. Kimyoviy reaksiyalarni molekulyarligi va tartibi bo„yicha sinflanadi. Reaksiyalarning molekulyarligi bir vaqtda to„qnashib, kimyoviy reaksiyaga kirishgan molekulalarning soni bilan belgilanadi. Reaksiyalar ana shu belgisi bo„yicha monomolekulyar, ikki molekulyar (bimolekulyar) va uch molekulyar reaksiyalarga ajaratiladi. Amalda uch molekulyar reaksiyalar kam uchraydi, to„rt molekulyar reaksiyalar uchramaydi. Chunki uchdan ortiq molekulalarning bir vaqtda bir-biri bilan to„qnashuvi ehtimoldan uzoqdir. Monomolekulyar reaksiyalarni sxematik A → B yoki A → B+C ravishda yoziladi. Misol sifatida etanning degidrogenlash reaksiyasini olish mumkin: Download 4.15 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|