Analitik, fizikaviy va kolloid kimyo

ODDIY VA MURAKKAB, QAYTAR VA QAYTMAS REAKTSIYALAR TEZLIGI. AKTIV TO`QNASHISHLAR NAZARIYASI
REJA:
1. Oddiy va murakkab, qaytar va qaytmas, ketma – ket, parallel reartsiyalar tezliklari.
2. Reaktsiya tezligiga temperature ta`siri.
3. Vant – Goff tenglamasi. Aktiv to`qnashishlar nazariyasi.
4. Aktivlanish energiyasi va unga ta`sir etuvchi omillar.


Paralel (yonma -yon) boradigan reaktsiyalar.
Ko’pincha moddalar bir vaqtning o’zida ikki va undan ortiq yo’nalishda reaktsiyaga kirishadi. Masalan benzol nitrat kislotasi bilan reaktsiyaga kirishganda bir vaqtning o’zida o-, m-, p- dinitrobenzollar hosil bo’ladi. Sxematik ravishda bu toifa reaktsiyalarni quyidagicha ifodalash mumkin;

k₁ V

A
k₂ D
A moddaning reaktsiyaga kirishish umumiy tezligi ikki yo’nalish bo’yicha tezliklar yig’indisiga teng

Bu yerda C₁-A modda kontsentratsiyasi. Bu tenglamani integrallasak (C₁₀ dan C₁ va 0 dan t gacha) quyidagini hosil qilamiz.

C₁₀-A moddaning dastlabki kontsentratsiyasi
C₁- Amoddaning t vaqtidagi kontsentratsiyasi
B va D moddalarning hosil bo’lish tezliklari mos ravishda

bu yerda C va C lar B va D moddalarning kontsentratsiyalari Yuqoridagi tenglamadagi C ni qiymatini qo’ysak


ni hosil qilamiz
Bu tenglamalarni 0 dan C (yoki mos ravishda 0dan C gacha )va 0 dan tgacha integrallasak (reaktsiya boshida S₂₀=S₃₀=0 deb faraz qilamiz ) quyidagini hosil qilamiz

Material balans tenglamasidan S₃ uchun quyidagini hosil qilishimiz mumkin

S₁₀ – S₁ S₂ S₃ bundan S₃ S₁₀ –S₁ – S₂
Yuqoridagi ikki tenglamani bir-biriga bo’lib reaktsiya saylovchanligini (selektivligini ) topamiz: va
Bu yerda -reaktsiyaning integral selektivlikligi. Jarayon yoki reaktsiyaning integral selektivligi deb (bir nechta paralel reaktsiyalar mavjud bo’lganda) asosiy (kerakli) moddaning kontsentratsiyasini hamma mahsulotlar kontsentratsiyalari yig’indisiga nisbatiga aytiladi.
Konsuketiv (ketma-ket boradigan ) reaktsiyalar.
Bunday reaktsiyalarda oraliqmoddalar hosil bo’ladi, eng oddiy ketma-ket reaktsiya mono -monomolekulyar, bu reaktsiyani sxematik ravishda quyidagicha ifodalash mumkin;
k₁ k₂
A V S
t  0 a mol S= 0
t a-x x-u u

A moddaning reaktsiyaga kirishish, ya'ni B moddaning hosil bo’lish tezligi

B moddaning reaktsiyaga kirishish, ya'ni C moddaning hosil bo’lish tezligi
ga teng
Bu tenglamalarning integrallab, x va y ning qiymatini topamiz

Dem'ak, t vaqtda B moddaning miqdori:
A, B, C, moddalarning kontsentratsiyasini vaqt mobaynida o’zgarishni chizmadan ko’rish mumkin

A

B

B moddaning maksimal miqdori qaysi vaqtga to’g’ri kelishini bilish mumkin. Buning uchun yuqoridagi tenglamadan vaqt bo’yicha hosila olib nolga tenglashtirish kerak

. Shundan quyidagi ifoda hosil bo’ladi
t_m-oraliq moddani eng ko’p hosil bo’lgan vaqti
Matematik o’zgarishlar orqali oraliq B moddaning eng ko’p t’plangan vaqt tezlik konstantalarining absolyut qiymatlariga emas, balki ularning nisbatiga bog’liqligini ko’rsatish mumkin.
Ya'ni k₁/ k₂ nisbat qanchalik katta bo’lsa B chiziqning maksimumi shuncha yuqori bo’ladi. Paralel va ketma-ket boradigan reaktsiyalarda uchchala modda mavjudligi aniqlanadi. Bu reaktsiyalarni qaysi toifaga kirishini bilish uchun bir necha marotaba analiz qilish kerak. Agar reaktsiya mahsulotlari nisbati turqun bo’lsa reaktsiya paralel, agar bu nisbat o’zgarib tursa ketma- ket reaktsiya borayotgan bo’ladi.