V – Ma’ruza. Kimyoviy kinеtika va kimyoviy muvozanat

Zanjir reaksiyalari. Biror aktiv markaz hosil bo`lib, bu aktiv markaz 
reaksiyaga kirishuvchi moddalarni o`zaro ta`sirini bir-biriga uzatilishi bilan 
boruvchi reaksiyalardir. Misol sifatida HCl sintezini ko`rib chiqaylik:
Reaksiyaning umumiy tenglamasi: H
2
+ Cl
2
2HCl. Reaksiya borishi 
uchun H
2
va Cl
2
gazlari aralashmasiga ultra binafsha nuri, quyosh nuri, yonib 
turgan magniy metali ta`sir ettirilsa bo`ldi, bunda xlor molekulasidan 
Cl
*
radikallari hosil bo`ladi:
Hosil bo`lgan Cl
*
- atom radikallari vodorod molekulasiga ta`sir etadi:
Cl
*
+ H-N = HCl + H
* 
(E
akt
= 24 kj/mol). Shu bilan zanjir
reaksiya boshlanib, N
*
- atom radikali Cl- molekulasiga ta`sir etadi:
H
*
+ Cl-Cl = HCl + Cl
*
(E
akt
= 8 kj/mol). Shu tartibda reaksiya davom etaveradi:
Cl
*
+ H
2
HCl + H
*
Cl
2
HCl + CI
*
H
2
HCl + H
*
Cl
2
HCl+N
*
Zanjirning uzunligi bir necha yuz ming birlikkacha boradi. Hosil bo`lgan 
radikallarning o`zaro to`qnashuvlari:
H
*
+ H
*
H
2
va Cl
*
+ Cl
*
Cl
2
zanjirning uzilishiga sabab bo`ladi. Reaksiya sekinlashadi va to`xtaydi. Buni 
zanjirning rekombinatsiyasi deyiladi.
Umuman, barcha kimyoviy reaksiyalarni ikki turga: qaytar va qaytmas 
reaksiyalarga bo`lish mumkin. Reaksiyaga kirishuvchi moddalar to`liq reaksiya 
mahsulotlariga aylanadigan jarayonlar - qaytmas reaksiyalar deyiladi. M:
C + O
2
CO
2
; 2HCl + Zn 
ZnCl
2
+ H
2
; 2KClO
3
2KCl + 3O
2
Qaytmas reaksiyalar faqat bir yo`nalishda boradi va bular amalda to`liq, 
oxirigacha boradigan reaksiyalardir. Agar dastlabki moddalar stexiometrik 
nisbatda olingan bo`lsa, reaksiya mahsulotlari dastlabki moddalar bilan 
ifloslanmagan , ya`ni toza moddalar hosil bo`ladi.
Aksariyat kimyoviy jarayonlar qaytar reaksiyalardir. Reaksiyaga kirishuvchi 
moddalarning bir qismi reaksiya mahsulotlariga aylanib, ayni vaqtda reaksiya 
mahsulotlari qaytadan dastlabki moddalarga aylanib turadigan kimyoviy jarayonlar 
qaytar reaksiyalar deyiladi. Masalan:

---

2SO
2
+ O
2 
2SO
3
H
2
+ J
2
2HJ
3H
2
+ N
2
2NH
3
NH
3
+ H
2
O 
NH
4
OH
HCl 
H
+
+ Cl
-
NH
4
OH 
NH
4
+
+ OH
-
NH
4
Cl + H
2
O 
NH
4
OH + HCl va h.k.
Bu misollardan ko`rinib turibdiki qaytar reaksiyalar ikkita o`zaro qarama-
qarshi boruvchi reaksiyalardan iborat bo`lib, ular qatoriga ko`pchilik birikish, 
dissotsiyalanish, gidrolizlanish, kompleks hosil bo`lish reaksiyalarini kiritish 
mumkin.
Bu reaksiyalar davomida reaksiya boruvchi sistema (avtoklav, stakan, kolba) 
da doimo dastlabki moddalar ham, reaksiya mahsulotlari ham birgalikda uchraydi. 
Shu sababli aksariyat texnologik jarayonlarda qaytar reaksiyalarning kechishi 
ishlab chiqarishni ancha qiyinlashtiradi. Bu qiyinchiliklar asosan, reaksiya tezligini 
ma`lum vaqtdan so`ng o`zgarmay qolishida, reaksiya mahsulotlarini ifloslanishida, 
ishlab chiqarish unumining pasayishida namoyon bo`ladi. Qaytar reaksiyalarning 
o`ziga xos xususiyati ularda kimyoviy muvozanat holatining yuzaga kelib 
qolishidir.
Yuqorida keltirilgan qaytar reaksiyalardan xohlagan birortasini tahlil 
etsangiz, har birida quyidagi holatni ko`rish mumkin: (ammiak hosil bo`lish 
jarayonini ko`rib chiqamiz).
1 mol N
2
gazi bilan 3 mol H
2
gazi aralashtirilib, tegishli sharoit yaratilsa, bu 
moddalar o`zaro ta`sirlashadi:
N
2
+ 3H
2
2NH
3
Ma`lum vaqt davomida reaksiya boradi, bir ozdan so`ng go`yo reaksiya 
to`xtab qolgandek tuyuladi. Shu paytda reaksion aralashmani analiz qilib ko`rilsa, 
unda dastlabki moddalar N
2
, H
2
va mahsulot NH
3
-ammiak moddasi borligini 
ko`rish mumkin. Agar sharoit o`zgartirilsa, moddalarning konsentratsiyalari ham 
o`zgarishi, lekin ularning miqdoriy nisbatlari har bir holatda deyarli bir xil qolishi 
aniqlangan.
Buning sababini quyidagicha izohlanadi: moddalar aralashtirilganda reaksiya 
boshlanib, ammiak hosil bo`la boshlaydi:
N
2
+ 3H
2
2NH
3
(I) reaksiya tezligi
V
to`g`ri
= K
to`g`ri
[N
2
]*[H
2
]
3
;
vaqt o`tishi bilan hosil bo`lgan mahsulot – NH
3
ning bir qismi parchalanib, 
qaytadan dastlabki moddani hosil qila boshlaydi:
2NH
3
N
2
+ 3H
2
(II) reaksiyaning tezligi
V
teskari 
= K
teskari
*[NH
3
]
2
bo`ladi.
Vaqt o`tishi bilan I reaksiya tezligi kamayib boradi. Chunki, massalar ta`siri 
qonuniga ko`ra N
2
va H
2
konsentratsiyalari kamayib borishi bilan V
to`g`ri
ning 
qiymati kamaya boshlaydi (12-rasm a-chiziq). II reaksiya tezligi esa, aksincha orta 

---

boshlaydi. Chunki, vaqt o`tishi bilan ammiakning konsentratsiyasi ortib boradi va 
V
teskari
ning qiymati ortishiga olib keladi (b-chiziq).
Sistemada shunday holat yuzaga keladiki, u paytda I va II reaksiyalarning 
tezliklari o`zaro teng bo`lib qoladi:
V
to`g`ri 
= V
teskari 
(s-chiziq). Bunda vaqt birligi ichida azot va vodoroddan 
qancha ammiak hosil bo`lsa, shu vaqt ichida ana shuncha miqdordagi ammiak 
qayta parchalanib azot va vodorodni hosil qiladi, ya`ni to`g`ri va teskari 
reaksiyalarning tezliklari teng bo`lib qoladi. Bunga sistemaning kimyoviy 
muvozanat holati deyiladi. Kimyoviy muvozanat paytida kimyoviy reaksiyalar 
to`xtab kolmaydi, reaksiya davom etaveradi. Lekin qarama - qarshi reaksiyalarning 
tezliklarigina teng bo`lib turaveradi. Shu sababli buni dinamik (harakatchan) 
muvozanat deyiladi.
Kimyoviy muvozanatning miqdoriy harakteristikasi sifatida muvozanat 
doimiysi – K
muv. 
qabul qilingan.
Muvozanat doimiysi. YUqorida ko`rib chiqilgan reaksiyalar uchun: to`g`ri 
reaksiya tezligi V
to`g`ri 
= K[N
2
]*[H
2
]
3
; teskari reaksiya tezligi: V
teskari 
= 
K[NH
3
]
2
bo`lsa, 
kimyoviy 
muvozanat 
sharti: 
V
to`g`ri 
= 
V
teskari 
ga 
ko`ra: 
K[N
2
]*[H
2
]
3 
= K [NH
3
]
2
bo`ladi. Bu tenglikdagi doimiylarini bir tomonga, 
moddalar konsentratsiyalarini ikkinchi tomonga o`tkazib yozsak:
K
muv. 
= K
to`g`ri
/ K
teskari 
= [NH
3
]
2
/ [N
2
]*[H
2
]
3
tenglamaga kelamiz. Agar doimiylar nisbati ham bir doimiy o`zgarmas songa teng 
bo`lishini e`tiborga olsak reaksiyalar tezlik doimiylarining nisbatlari K
to`g`ri 
/ 
K
teskari 
= K
muv.
ekanligi kelib chiqadi. Buning ma`nosi - kimyoviy muvozanatda 
turgan 
sistemada 
reaksiyada 
hosil 
bo`lgan 
moddalar 
konsentratsiyalar 
ko`paytmasining muvozanatda turgan dastlabki moddalar konsentratsiyalari 
ko`paytmasiga nisbati ayni temperaturada doimiy sondir.
Gazsimon moddalar ishtirok etadigan sistemalar uchun K
muv.
- ifodasi 
konsentratsiya o`rnida gazsimon moddaning parsial bosimlari yoziladi. Masalan 
umumiy reaksiya: aA + bV = sS + dD uchun
Har qanday reaksiya muvozanat doimiysining qiymati reaksiyada ishtirok 
etuvchi moddalar tabiatiga va temperaturaga bog`liq bo`lib, moddalarning 
konsentratsiyasiga bog`liq emas.
Umuman, muvozanat doimiysi va reaksiyaning asosiy termodinamik 
harakteristikalari ( G, H, S) o`rtasida uzviy bog`lanish mavjud.
Ma`lumki G = RTlnK
muv.
Agar G = H-T S ekanligini eslasak, u 
holda H - T S = RTlnK
muv.
kelib chiqadi. Tenglamani H va T S ga nisbatan 
echib K
muv. 
qiymatini topsak:
kelib 
chiqadi. 
Bu 
formulada H, S 
va T 
lar 
eksponensialning darajasida turibdi. Bundan ko`rinadiki K
muv.
ning qiymati 
temperatura o`zgarishiga juda sezgir bo`lib, moddalarning tabiati (entalpiya va 
entropiya) ga bog`liqdir. Bu xulosalar har qanday qaytar reaksiya (birikish, 

---

parchalanish, dissotsiyalanish, cho`qmaning erishi, kompleks hosil bo`lishi, 
gidrolizlanish) uchun o`rinlidir.