Analitik, fizikaviy va kolloid kimyo

Aktiv to’qnashishlar nazariyasi.

Kimiyoviy reaktsiyalarda qanday qilib yangi moddalar hosil bo’lishni tushuntirib berishga bag’ishlangan nazariyalardan biri -aktiv to’qnashishlar nazariyasidar ( S. Arrenius).

Bu nazariyaga asosan, kimyoviy o’zgarishlar bo’lishi uchun har qanday to’qnashish kifoya emas ekan. Balki bu o’zgarishlar faqatgina aktiv zarrachalar orasidagini va ularni har fazoda o’zaro bir-biriga nisbatan ma'lum joylashganidagina ro’y berishi aytiladi. Zarrachalar (molekula, atom va x.k.) orasida reaktsiya sodir bo’lishi uchun ular ortiqcha minimal energiyaga (aktivlanish energiyasi deb ataladi ) ega bo’lishlari lozim. Bu nazariyaga muvofiq dastlabki moddalarni mahsulotlarga aylanish aktiv molekulalarni to’qnashish vaqtida , birdaniga, sodir bo’ladi. Shuning bilan birga har qanday to’qnashishda kimyoviy reaktsiya sodir bo’lmaydi. Arrenius “ nomal molekulyar bilan bir qatorda katta energiyaga ega bo’lgan aktiv molekulalar ham mavjud va shunday aktiv molekulalar to’qnashgandagina kimyoviy o’zaro yuz berib, kimyoviy reaktsiya sodir bo’ladi” degan edi. Aktiv molekulalarda normal molekulalardagiga qaraganda ortiqcha energiya bo’lishinig sababi shuki, ularda katta kinetik energiya yoki katta tebranma energiya, yoxud yu?ori energetik darajadagi elektronlar bo’ladi. Normal molekulalarning aktiv molekulalarga aylanish jarayoni aktivlanish deb ataladi.
Kimyoviy reaktsiyalarga olib kelgan to’qnashishlar effektiv to’qnashishlar dev ataladi.
To’qnashishlarning kimyoviy reaktsiyalarga olib kelish uchun bu to’qnashishlarda ma'lum minimum energiya aktivlanish energiyasi deyiladi. Demak, effektiv to’qnashishlardagina aktivlanish energiyasi ajralib chiqadi. Ma'lum minimum energiyasi bo’lgan aktiv molekulalar to’qnashgandagina aktivlanish energiyasi ajralib chiqadi va kimyoviy reaktsiya yuz beradi. Bular va Bol'tsman qonunidan foydalanib o’zaro to’qnashishlar sonini hisoblashtenglamasini u orqali esa Arrenius tenglamasini
keltirib chiqarish mumkin.
Ba'zi reaktsiyalar uchun nazariy hisoblab chiqilgan tezlik tajribada yopilgan tezlikka qaraganda bir necha marta, minglab marotaba farq qilishi mumkinligi ma'lum bo’ladi. Bundan yuqoridagi tenglamani quyidagicha yozish qabul qilingan.
K  pze – E  RT

Agar k₀ = pZ deyilsa, Arrenius tenglamasi qo’yidagi ko’rinishda bo’ladi

KK₀l^-ERT yoki dlnKdTERT²

K₀ - eksponentsial oldidagi ko’paytiruvchi son deyiladi.

P - extimollik (sterik) faktori deb ataladi. Odatda, r ning qiymati biridan kam bo’lib, ko’pchilik almashinish reaktsiyalari uchun 0,1 - 1 orasida o’zgaradi.
Murakkab reaktsiyalarda aktivlanish energiyasi deb yurgiziladi. Tajribada bevosita topilgan bunday aktivlanish energiya, murakkab reakyiyadagi tezlikni aniqlovchi (eng sekin boruvchi ) reaktsiya bosqichining aktivlanish energiyasi bo`ladi.

O’tar holat nazariyasi.

Aktiv to’qnashishlar nazariyasi kimyoviy kinetikaning ko’pgina massalalarini tushunishga yordam berdi. Shuning bilan birga to’qnashish jarayoni mexanizmini ya'ni to’qnashish vaqtida qanday qilib kimyoviy reaktsiya sodir bo’lishini tushuntira olmadi.
Reaktsiya natijasida B-C bog’lanish uzulib, A-B bog’lanish hosil bo’ladi. Lekin bu jarayon birdaniga bormaydi. BA molekula A atomga yaqinlashgan sari B va C atomlar orasidagi masofa uzayib, B-C bog’lanish bo’shashib boradi . Xuddi shu vaqtning o’ziga A -B atomlar bir -biriga yaqinlasha boradi, ya'ni A-B bog’lanish hosil bo’la boshlaydi. Ma'lum bir payitda B atom bir vaqtning o’zida ham BC ham AB molekulaga qarashli bo’lib qoladi, ya'ni A -B -C komplekis hosil bo’ladi. Bu nazariyaning matematik apparti yordamida streik faktor aktiv kompleks hosil bo’lish reaktsiyasida entropiyaning o’zgarishiga bog’liqligi aniqlanadi. Ya'ni va uni hisoblashga imkon beradi.
Ikkinchi tomondan, o’tar holat nazariyasi kimyoviy reaktsiyalarning tezligi bilan bog’laydi.
Shuning bilan birga, shuni ta'kidlash lozimki, yuqoridagi ikki nazariyani qarama- qarshi qo’yish noto’g’ri, ular bir-birini to’ldiradi deyish kerak.