|
VІ тарау
КИНЕТИКА
VI
тарау
КИНЕТИКА
§ 34. ХИМИЯЛЫҚ РЕАКЦИЯ ЖЫЛДАМДЫҒЫ
Бүгінгі сабақта:
химиялық реакция жылдамдығын қарастырамыз
Тірек ұғымдар
жылдамдығы
Химиялық реакциялардың ерекшеліктерінің бірі — олар белгілі уақытта жүзеге асады.
Химиялық реакциялардың жүру уақы
ты әртүрлі. Мысалы, қышқылдардың сіл тімен бейтараптану реакциясы бөлме тем пературасында лезде жүреді. Тау жыныс тарының желдің әсерінен химиялық өзгеріске ұшырауы ( мысалы граниттің сазға айналуы) мыңдаған жылдар бойы жүреді.
Химиялық реакцияның жылдамдығын сан мен сипаттау үшін бастапқы заттардың немесе өнімнің біреуінің зат мөлшерінің, болмаса концентрациясының өзгерісі қолданылады.
Химиялық реакцияның жылдамдығы деп бастапқы заттардың немесе өнімнің біреуінің концентрациясының уақыт бірлігіндегі өзгеруін айтады.
A + B = D + F реакциясы үшін А затының t1 уақыттағы концен
трациясы c1, ал t2 уақыттағы концентрациясы с2 болсын. Онда орташа
жылдамдықты v математикалық
тұрғыдан былай көрсетуге болады:
-
|
|
|
|
|
|
v = –
|
( c2 − c1 )
|
c
|
|
|
|
|
|
|
|
= –
|
|
.
|
|
|
|
|
|
|
( t − t )
|
t
|
|
|
|
|
|
|
2
|
1
|
|
|
|
|
с1
|
|
|
|
Уақыт өткен сайын А затының
|
|
|
|
|
концентрациясы азайып, концен-
|
Концентрация
|
|
∆с
|
v = –
|
c
|
|
трация өзгерісі ∆c теріс мәнге ие
|
|
t
|
болады, сондықтан өрнекте минус
|
с2
|
|
|
|
(–) таңбасы қойылады. Химиялық
|
|
|
|
|
|
реакцияның жылдамдығы тек оң
|
|
|
|
|
|
шама болады және ол моль/л · с,
|
|
|
|
∆t
|
|
|
моль/л · мин өлшенеді (54-сурет).
|
|
|
|
|
|
|
Химиялық реакциялардың
|
|
|
|
|
|
Уақыт
|
жылдамдығын
|
және оның әр
|
|
|
54-сурет. Әрекеттесетін заттардың
|
|
|
түрлі факторларға тәуелділігін
|
|
концентрацияларының уақытқа сәйкес
|
|
|
|
|
|
|
|
өзгерісі
|
зерттейтін химияның саласы —
|
|
химиялық кинетика деп аталады.
|
|
|
150
Химиялық кинетика гомогенді реакцияның да, гетерогенді реак цияның да жылдамдығын зерттейді.
Біртекті ортада жүретін реакциялар гомогенді химиялық реак циялар деп аталады (мысалы ерітінділердің немесе газдардың ара сындағы).
Әртүрлі фазадағы заттардың әрекеттесуі нәтижесінде жүретін реак циялар гетерогенді реакциялар деп аталады (мысалы, газдар мен сұйықтықтар, қатты заттар мен сұйықтықтар т.б.).
Гомогенді реакцияның жылдамдығы әрекеттесуші заттардың немесе өнімнің біреуінің концентрациясының уақыт бірлігіндегі өзгерісімен анықталады:
v(гом.) = ± ct .
Гетерогенді реакцияның жылдамдығы фаза бетінің аудан бірлігінде белгілі уақыт ішінде әрекеттесетін заттардың не өнімнің зат мөлшерінің өзгерісімен анықталады. Демек:
v(гет.) = ± S nt .
Мұндағы ∆n — зат мөлшерінің өзгерісі, S — қатты зат бетінің ауданы. Гомогенді реакциялар бүкіл көлемде, ал гетерогенді реакциялар фазалардың бөліну бетінде жүреді. Сондықтан оның жылдамдығы
концентрациямен өрнектелмейді.
Сен білесің бе?
Фтор және сутек газдары бір-бірімен жанасқанда, реакция қопарылыс бере жүреді. Ал бөлме температурасында сутек пен оттектің әрекеттесуі өте баяу жүреді, ғалымдардың есептеуінше, реакция өнімі — судың бір тамшысы, реакциялық ыдыста бірнеше миллион жылдан кейін пайда болады екен.
Гетерогенді реакцияның жылдамдығы, мысалы газ бен қатты зат арасындағы реакцияның жылдамдығы газ молекулаларының қатты зат бетінің аудан бірлігіндегі соқтығысу жиілігімен анықталады. Химиялық реакция — әрекеттесуші заттар бөлшектерінің соқтығысу нәтижесі. Бөлшектердің соқтығысуы атомдардың жаңаша топтасуына және жаңа өнім түзілуге әкелетіндей тиімді болуы тиіс. Соқтығысу жиі болған сайын химиялық реакцияның жылдамдығы жоғары болады.
Химиялық реакцияның жылдамдығын санмен сипаттау үшін бастапқы заттардың немесе өнімнің біреуінің зат мөлшерінің, болмаса концентрациясының өзгерісі қолданылады.
Химиялық реакцияның жылдамдығы деп бас тапқы заттардың немесе өнімнің біреуінің концентра циясының уақыт бірлігіндегі өзгеруін айтады. Біртекті ортада жүретін реакциялар гомогенді химиялық реакциялар деп аталады. Гомогенді
реакциялар бүкіл көлемде жүреді. Әртүрлі фазадағы заттардың әрекеттесуі нәтижесінде жүретін реакциялар гетерогенді реакциялар деп аталады. Гетерогенді реакциялар әрекеттесуші заттар бетінде жүреді. Химиялық реакциялардың жылдамдығын және оның әртүрлі факторларға тәуелділігін зерттейтін химияның саласы — химиялық кинетика деп аталады. Химиялық реакцияның жылдамдығын сан-мен сипаттау үшін бастапқы заттардың немесе өнімнің біреуінің зат мөлшерінің, болмаса концентрациясының өзгерісі.
Химиялық реакцияның жылдамдығы деген не, оны қалай анықтайды?
Химиялық реакциялардың жылдамдығы мен механизмдерін зерттейтін химияның саласы қалай аталады?
Қандай реакциялар: а) гомогенді; ә) гетерогенді деп аталады?
Гомогенді реакцияның жылдамдығы қалай анықталады?
Гетерогенді реакцияның жылдамдығы қалай анықталады?
Химиялық реакция жылдамдығын арттырудың немесе төмендетудің өндіріс пен тұрмыста қандай тиімді және тиімсіз жақтары бар? Мысалдармен түсіндіріңдер.
•1. А затының айырылуы нәтижесінде оның концентрациясы 0,8 моль/л-ден 0,6 моль/л-ге дейін азайды. Реакция жылдамдығын есептеңдер.
Жауабы: 0,02 моль/л·мин.
•2. Реакция басталғаннан кейін 80 секунд өткенде судың молярлық концентрациясы 0,24 моль/л, ал 2 мин 07 секундтан кейін 0,28 моль/л болған кездегі
CO2 + H2 = CO + H2O реакциясының жылдамдығын есептеңдер.
Жауабы: 8,5·10–4 моль/л·с.
§ 35. КОНЦЕНТРАЦИЯНЫҢ РЕАКЦИЯ
ЖЫЛДАМДЫҒЫНА ӘСЕРІ
Бүгінгі сабақта:
дамдығына концентра цияның әсері әре кеттесуші массалар заңы арқылы жүзеге асаты нын түсінетін боламыз.
Тірек ұғымдар
реагенттер концентра-циясы
әрекеттесуші массалар заңы
әрекеттесуші заттар табиғаты
Химиялық реакциялардың жылдамдығына реагенттер концентрациясының әсерін қарас тырайық.
Химиялық реакцияның жылдамдығы
әрекеттесуші заттардың концентрациясына тәуелді. Химиялық әрекеттесу бөлшектердің соқтығысуы нәтижесінде жүзеге асады. Бөлшек саны көп болған сайын соқтығысу да көп бола-ды, соқтығысу көп болған сайын жылдамдық та көп болады. Зат концентрациясы оның химиялық мөлшеріне, демек бөлшек саны-на пропорционал, сондықтан концентрация жоғары болса, жүйедегі бөлшек саны да көп бо-лады. Химиялық реакция жылдамдығына ре-агенттер концентрациясының әсері — химия лық кинетиканың негізгі заңы — әрекеттесуші массалар заңымен өрнектеледі (“әрекеттесуші
массалар” – қазіргі “концентрация” түсінігінің синонимі). Оны тәжі
рибелік деректер негізінде норвегиялық ғалымдар К.Гульдберг пен П.Вааге 1867 ж. тұжырымдады. Әрекеттесуші массалар заңының оқылуы: Температура тұрақты болғанда реакцияның жылдамдығы
Do'stlaringiz bilan baham: | 
