O„zbekiston respublikasi oliy va o„rta maxsus ta`lim
Download 4.15 Mb. Pdf ko'rish
|
Физик ва коллид химия. Дарслик
|
Molekulyar tenglamalarga muvofiq kelish usulida uch-to„rt marta
takrorlangan tajriba natijalari vaqt va reaksiyaga kirishgan moddaning miqdorini birinchi, ikkinchi va uchinchi tartibli reaksiyalarning kinetik tenglamasiga qo„yilib, tezlik konstantasi hisoblanadi. Qaysi tenglamaga qo„yilganda ning qiymati bir xil qolsa, shu tartibda bo„ladi. Bunda grafik usulidan foydalanish ham mumkin. Buning uchun ordinatalar o„qiga [ ] [ ] [ ] qiymati, absissalar o„qiga esa ning qiymati qo„yiladi. Agar reaksiya birinchi tartibli bo„lsa, grafikda to„g„ri chiziq hosil bo„ladi. Bu chiziqning absisslar o„qi bilan hosil qilgan burchagining ( ) tangensi tezlik konstantasiga teng bo„ladi: . Vant-Goff usuli. Bu usulda reaksiya tartibini aniqlash uchun reaksiya dastlabki konsentratsiyalar ikki xil C 1 va C 2 bo„lgan sharoitda olib boriladi. Reaksiya tezligi konsentratsiyaning darajasi (n) ga proporsional bo„lganligidan, bu ikki tajribada kuzatilgan tezlik quyidagicha bo„ladi: bu yerda n – reaksiyaning tartibi. Tenglamalarni bo„lib logarifmlansa: yoki kelib chiqadi, va – tezliklar. 176 Bunda ham reaksiya tartibini grafik usulda aniqlash mumkin. Buning uchun faqat tartibi aniqlanayotgan moddaning bir necha (4-5 ta) konsentratsiyalarida, boshqa barcha sharoitlar bir xil bo„lganda tajribalar bajariladi. Har bir tajriba uchun bir xil vaqtda sodir bo„lgan reaksiyaning tezligi formula bo„yicha hisoblanadi. Konsentratsiya logarifmi va tezlik logarifmining bog„liqlik grafigi chiziladi (10.2 rasm). To„g„ri chiziqning absissalar o„qi bilan hosil qilgan burchak tangensi shu modda bo„yicha reaksiya tartibiga teng: . 10.2 rasm. Reaksiya tezligini konsentratsiyaga bog„liqligi. Yarim o‘zgarish vaqti usuli. Dastlabki moddaning yarmisi ([A]/2) reaksiyaga kirishgan vaqtni deb olaylik. Bu kattaliklarni reaksiyalarning kinetik tenglamalariga qo„ysak, quyidagi ifodalar kelib chiqadi. Birinchi tartibli reaksiyalar uchun: Ikkinchi tartibli reaksiyalar uchun: [ ] [ ] Uchinchi tartibli reaksiyalar uchun: [ ] Bu tenglamalardan ko„rinib turibdiki va [ ] orasida ma‟lum bir bog„lanish bor. Bu bog„lanishni umumiy ko„rinishda quyidagicha ifodalash mumkin: [ ] bu yerda: – reaksiya tartibi. Bu usulda reaksiya tartibi aniqlanganda bir necha dastlabki konsentratsiyalar bilan tajriba o„tkaziladi. Olingan natijalar yuqorida keltirilgan tenglamalarning qaysi birini qanoatlantirsa, reaksiya shu tartibli bo„ladi. Izolyasiyalash usuli. A, B va C moddalar reaksiyaga kirishayotgan va ularning konsentratsiyalari [A], [B] va [C] bo„lsin. Bu vaqtda reaksiyaning tezligi: [ ] [ ] [ ] bo„ladi. Agar tajribani ortiqcha miqdorda B va C moddalar bilan o„tkazilsa, 177 ularning konsentratsiyalari reaksiya natijasida kam o„zgarib, amalda o„zgarmaydi deyish mumkin. Reaksiya tezligi faqatgina A moddaning konsentratsiyasi bilan hisoblanadi. Xuddi shunga o„xshab B va C moddalar uchun ham reaksiya tezligi ifodasini chiqarish mumkin: [ ] [ ] [ ] (10.20) va (10.21) tenglamalardan: [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] kelib chiqadi. Bu usulda reaksiyaga kirishuvchi har qaysi modda uchun reaksiya tartibi hisoblanib, so„ngra ularning yig„indisidan reaksiyaning umumiy tartibi aniqlanadi. 10.4. Reaksiya tezligini temperaturaga bog„liqligi. Vant–Goff, Arrenius tenglamalari. Kimyoviy reaksiyalarning tezligi va tezlik konstantasi temperaturaga bog„liq: temperatura ortganda reaksiya tezligi ham ortadi. Reaksiya tezligining temperaturaga taxminiy bog„liqligi Vant-Goff qonuni bilan ifodalanadi: temperatura har 10° ga ortganda reaksiyalarning tezlik konstantasi 2-4 marta ortadi. Odatda, yuqori temperaturalarda reaksiya tezligining temperatura koeffitsienti (γ) o„zgarib 1 ga yaqinlashadi, shuning uchun bu qonun amal qilmaydi. Temperaturaning reaksiya tezligiga ta`siri miqdoriy jixatdan Vant-Goff- Arrenius tenglamasi bilan ifodalanadi. Qaytar reaksiyalar uchun Vant-Goffning izoxor-izobar tenglamasi (5.22) ga ko„ra: Muvozanat konstantasini to„g„ri va teskari reaksiyalar tezzik konstantalari nisbati ekanligini ekanligini hisobga olib, issiqlik effektini deb qabul qilinsa (5.22) tenglamani quyidagicha yozish mumkin: Bundan: (5.17) tenglama integrallansa: 178 hosil bo„ladi, bu yerda C – integrallash doimiysi. deb qabul qilinsa quyidagi tenglama hosil bo„ladi: (10.26) tenglamada logarifmni qisqartirib, quyidagi shaklda yozish mumkin: bu yerda: – reaksiyaning tezlik konstantasi; – o„zgarmas koeffitsient, eksponensial ko„paytuvchi deyiladi; – natural logarifm asosi; – reaksiyaning aktivlanish energiyasi; – universal gaz doimiysi; – temperatura. (10.27) tenglama reaksiyaning tezlik konstantasini temperaturaga bog„liqligini miqdoriy ifodalaydi va Vant-Goff-Arrenius qonuni deyiladi. Kimyoviy reaksiyalarning temperaturaga bog„liq bo„lgan eng muhim kinetik parametri aktivlanish energiyasidir. Aktivlanish energiyasini aniqlash uchun kamida ikki xil temperaturada reaksiyaning tezligi va tezlik konstantasi aniqlanadi. SHu ikki temperatura uchun (5.26) tenglama quyidagicha yoziladi: Birinchi tenglamadan ikkinchi tenglamani ayirilsa: ( ) bundan: (10.28) tenglama bo„yicha reaksiyaning aktivlanish energiyasi hisoblanadi. Reaksiyaning aktivlanish energiyasini grafik usulda ham aniqlash mumkin (10.3 rasm). Buning uchun moddalar konsentratsiyasi bir xil, tempetratura har xil bo„lgan 4-5 ta tajriba bajariladi. Har bir tajriba uchun reaksiya tezligi yoki tezlik konstantasi hisoblanadi. Tezlik konstantasining logarifmini ordinatalar o„qiga, temperaturaning teskari qiymatini (1/T) absissalar o„qiga qo„yib, bog„liqlik grafigi chiziladi. To„g„ri chiziqning absissalar o„qiga 10.3 rasm. Temperatura va tezlik konstantasining bog„liqligi. 179 nisbatan burchagining tangensi bo„yicha aktivlanish energiyasi hisoblanadi: . 10.5. Murakkab reaksiyalar. Fotokimyoviy va zanjir reaksiyalar. Ko„pincha bir vaqtning o„zida bir necha xil oddiy reaksiyalar yonma-yon yoki ketma-ket boradi. Bunday reaksiyalar murakkab reaksiyalar deyiladi. Murakkab reaksiyalarga: qaytar, parallel, ketma-ket, tutash, zanjir reaksiyalar kiradi. Ma`lum sistemada bir vaqtning o„zida bir necha reaksiyalar borsa, bu reaksiyalarning har biri massalar ta`siri qonuniga bo„ysunadi. Download 4.15 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|