10 жаратылыстану-математика бағытындағы 10-сыныбына арналған оқулық 1-бөлім

әрекет­тесуші­ заттар концентрациясының көбейтіндісіне тура пропор-ционал.


аA + bB = cC + dD реакциясы үшін жылдамдықтың концентрацияға тәуелділігі төмендегідей өрнектеледі: v = k · с^a(A) · c^b(B). Мұндағы k жылдамдық константасы деп аталатын пропорционалдық коэффициенті; с(A) және с(B) — А, В заттарының молярлық концентрациясы (моль/л). Жылдамдық константасының физикалық мәні әрекеттесуші затт­ар концентрациясы 1 моль/л болғанда оның сан мәні реакция жыл­ дамдығына тең болатынын көрсетеді. Жоғарыда келтірілген реакция­ жылдамдығының өрнегі реакцияның кинетикалық теңдеуі деп атала­ ды. Мысалы:

2H₂ + O₂ = 2H₂O

реакциясының кинетикалық теңдеуін былай жазуға болады:

v = kc²(H₂) · c(O₂)

Қарапайым реакциялар (бір ғана сатыда жүзеге асады) үшін әр заттың концентрациясының дәрежесі көп жағдайда оның стехиометриялық коэффициентіне тең болады,ал күрделі реакциялар үшін бұл ереже орындалмайды. Әрекеттесуші массалар заңы тек қана қарапайым химиялық реакциялар үшін орындалады. Егер реакция бірнеше сатыда жүрсе, онда барлық процестің жылдамдықтарының қосындысы оның ең баяу жүретін бір сатысының жылдамдығымен анықталады және ол лимиттеуші саты деп аталады.

Гомогенді реакцияларға газ тәрізді заттар қатысқанда реакция жылдамдығына қысым әсер етеді.

Өйткені қысым концентрациямен тығыз байланысты. Менделеев-Клапейрон теңдеуінде: pV = nRT,

егер көлемді V теңдеудің оң жағына, ал RT-сол жағына көшіріп, n/V = с

екенін ескерсек,онда


p/RT = с.

Қысым мен молярлық концентрация бір-біріне тура пропорционал. Сондықтан қысым артқанда химиялық реакцияның жылдамдығы өседі, қысым төмендегенде жылдамдық кемиді.

Әрекеттесуші массалар заңы газдар қоспасы мен ерітінділер үшін орындалады, ал қатты заттар қатысатын реакциялар үшін қолда­ нылмайды. Гетерогенді реакциялар үшін әрекеттесуші массалар заңының теңдеуіне тек қана сұйық немесе газ тәрізді заттардың кон-

153

центрациялары кіреді, ал қатты заттар кірмейді .Гетерогенді реакци-ялар жылдамдығы реагенттердің әрекеттесу бетіне, олардың араласу деңгейіне тәуелді.Қатты заттардың бетін оларды ұнтақтау, суда еритін заттарды суда еріту арқылы ұлғайтуға болады. Мысалы, көмір жанғанда оттек молекулалары беттегі көміртек атомдарымен ғана әрекеттеседі. Көмірді ұсақтайтын болса, жанасу беті ұлғайып, жану жылдамдығы ар-тады, өйткені газ молекулаларының қатты зат бетінің аудан бірлігіндегі соқтығысу жиілігі өседі.Сонымен гетерогенді реакциялар фазалардың бөліну бетінде жүреді.

Гомогенді реакциялар бүкіл көлемде жүреді және олардың жылдамдығы реагенттердің концентрациясына тәуелді болады.

Химиялық реакция жылдамдығына әсер ететін маңызды фактор­ лардың бірі — әрекеттесуші заттар табиғаты.

Өздерің білетіндей металдардың қышқылдармен әрекеттесу реакциясының жылдамдығы олардың табиғатына тәуелді. Мыса-лы, магнийдің тұз қышқылымен әрекеттесу жылдамдығы (сутектің бөліну жылдамдығы) мырышқа қарағанда жоғары, ал темір мырышқа қарағанда тұз қышқылымен баяу әрекеттеседі.

Химиялық реакция жылдамдығына реагенттер концентрациясының әсері — химиялық кинетиканың негізгі заңы — әрекеттесуші массалар заңымен өрнектеледі. Әрекеттесуші массалар заңы газдар қоспасы мен ерітінділер үшін орындалады. Гомогенді реакцияларға газ тәрізді заттар қатысқанда реакция

жылдамдығына қысым әсер етеді Гетерогенді реакциялар үшін әрекеттесуші массалар заңының теңдеуіне тек қана сұйық немесе газ тәрізді заттардың концентрациялары кіреді. Химиялық реакция жылдамдығына әрекеттесуші заттар табиғаты да әсер етеді.

1. Кез келген химиялық реакцияның жылдамдығы қандай факторларға тәуелді?

Гетерогенді реакцияның жылдамдығына қосымша қандай факторлар әсер етеді?