Atom tuzilishi. Kimyo fanining paydo bo`lish tarixi

a)Ag (q) + 0,5 Cl₂ (g) = AgCl (q)∆H^o_f = -127 kJ
b)Ca (q) + C (grafit) + 2/3 O₂ (g) = CaCO₃ (q) ∆H^o_f = -1206,9 kJ
c)0,5 H₂ + C (grafit) + 0,5 N₂ (g) = HCN (g) ∆H^o_f = 135 kJ.


Boshlang‘ich moddalar va mahsulotlarning ∆H^o_f lari bo‘yicha reaksiyaning ∆H^o_{f reaksiya} ning qiymatlarini topish.
∆H^o_f qiymatlaridan turli reaksiyalarning issiqlik effektlarini ∆H^o_{f reaksiya} xisoblashda foydalanish mumkin. Quyidagi

.Boshlang‘ich moddalar va mahsulotlarning ∆H^of lari bo‘yicha reaksiyaning ∆H^of reaksiyaning qiymatlarini topishning ikki xil yo’li

∆H^orxn= Σm∆H^of (mahsulot)- Σn∆H^of (reaksiya) TiCl4 (s) + 2H2O(g) = TiO2 (q) + 4HCl (g) reaksiya uchun ∆H^of reaksiya issiqlik effektini xisoblash kerak.

Gess qonuni va standart holat tushunchasi bo‘yicha ∆H^o_{f reaksiya} mahsulotlar va boshlang‘ich moddalar hosil bo‘lish issiqliklari summalari ∑∆H^o_f orasidagi farqga teng va reaksiyaning yo‘liga bog‘liq emas. Shularga muvofiq
∆H^o_{f reaksiya} = [∆H^o_f TiO₂ (q) + 4∆H^o_f HCl(g)] – [∆H^o_f TiCl₄ (s) + 2∆N^o_f H₂O(g)]
Umumiy xolda: ∆H^o_{f reaksiya} = ∑m∆H^o_f (mahsulotlar) - ∑n∆H^o_f (reagentlar); bu erda “m” va “n” to‘liq kimyoviy reaksiyaning tenglamasiga mos keluvchi mahsulotlar va reagentlarning mollar soni.
MАVZU 8. KIMYOVIY KINЕTIKА. REAKTSIYA TEZLIGI, UNGA TA’SIR ETUVCHI OMILLAR. KIMYOVIY MUVОZАNАT. LE-SHATELE PRINSIPI
Reja:

1. 
   Kimyoviy kinetika.
   
2. 
   Gomogen sistemalarda kimyoviy reaksiya tezligi.
   
3. 
   Geterogen sistemalarda kimyoviy reaksiya tezligi.
   
4. 
   Kataliz haqida tushuncha. Gomogen va geterogen kataliz. Katalizatorlar va ingibitorlar.
   
5. 
   Kinyoviy muvozanat. Qaytar va qaytmas reaksiyalar. Kimyoviy muvozanat konstantasi, Le-Shatelé printspi.
   

Tayanch so’zlar:sistema, gomogen sistemalarda kimyoviy reaksiya tezligi, Geterogen sistemalarda kimyoviy reaksiya tezligi. Katalizatorlar va ingibitorlar. Muvozanat.
O’quv mashgúlotining maqsadi: Kimyoviy raeksiyalar tezligiva unga ta’sir etuvchi faktorlar haqida tushunchalarni shakllantirish. Kimyoviy muvozanat haqida tushunchalarni o’rgatish.
Reaksiyaning tezligi bu regent konsentriyasining mahsulot tomonga, vaqt birligi ichida o‘zgarishiga aytiladi. Reaksiyalaring tezliklari keng diapazonga ega, ammo har bir reaksiya berilgan sharoitlar ostida maxsus tezlikka ega bo‘ladi. Reagentlar reaksiyaga butunlay kirishishi uchun tezlik konsentratsiya va reagentlarning fizik holatiga bog‘liq bo‘ladi. Bundan tashqari, tezlik temperaturaga bog‘liq bo‘ladi, chunki moddalar etarli kinetik energiya bilan reaksiyaga kirishishi kerak.
Reaksiya agar boshida tez boshlansa, reagentning konsentratsiyasi maksimal bo‘lsa va oxirida minimal bo‘lsa tezlik o‘zgaradi. Konsentratsiyaning umumiy vaqt bo‘ylab o‘zgarishiga o‘rtacha tezlik deb ataladi, oniy tezlik esa har qanday vaqtdagi o‘zgarishidir.

Moddalar almashinuvi tezligi jarayoni sovuq mijozli hayvonlarda, cho’ldagi toshbaqada kunning yarmigacha haroratning ko’tarilishini ta’sirini olishimiz mumkin. . Bu bobda reaksiya tezligiga harorat va boshqa ayrim faktorlarni ta’sirini ko’rib chiqamiz.

Reaksiya tezligi tezlik qonuni (yoki tezlik tenglamasiga) bo‘ysunadi. Ushbu tenglamaga temperaturaga bog‘liq bo‘lgan tezlik konstantasi va eksponensial o‘zgaruvchan, bir yoki undan ko‘p konsentratsiya kiradi (boshqacha aytganda reaksiya tartibi deyiladi va u reagentnin konsentratsiyasi qanday qilib tezlikka ta’sir qilishini ko‘rsatib beradi). Tezlik qonunini faqat tajribadan topish mumkin va bunda hech qanday nazariy xisoblashlar yordam bermaydi.
Umumiy tezlik qonunida o‘zgaruvchanlar sifatida faqat konsentratsiya va vaqt mavjud. Shuningdek, reaksiya tartibini topish uchun reagentlarning yarim emirilishi ishlatiladi (yarim emirilish – reagentning yarmi ishlatib bo‘linishi uchun ketgan vaqt). Birinchi tartibli reaksiyaning yarim emirilishi reagentning konsentratsiyaga bog‘liq emas.
To‘qnashuvlar nazariyasi ta’kidlashicha, molekulalar reaksiyaga kirishishi uchun minimum energiya, faollanish energiyasi (E_A), bilan to‘qnashishi kerak. Temperatura bilan tezlikning o‘sishi va E_a bilan kamayishini Arrenius tenglamasi ko‘rsatadi. Yuqori temperaturalarda to‘qnashuvlar soni ortada va, eng muhimi, to‘qnashuvlar energiyasi E_a dan yuqori bo‘ladi. To‘qnashuvlar effektiv bo‘lishi uchun to‘qnashayotgan molekulalardagi atomlar bir-biri bilan to‘g‘ri yo‘nalishda joylashishlari kerak.
O‘tish holati nazariyasi ta’kidlashicha, bir onda hosil bo‘luvchi molekulalarning (asosan parchalangan bog‘li zarrachalar tutishadi) paydo bo‘lishi uchun E_a kerak bo‘ladi. Reaksiyaning har bir bosqichi o‘tish xolatiga (faollashgan kompleks) ega bo‘ladi.
Kimyogarlarning fikriga ko‘ra, butun reaksiya uchun reaksiya tezligini ifodalash uchun uning har bir elementar bosqichlarini bilish kerak va ularning har biri o‘z tezligiga ega, elementar bosqichlar summasi balansli umumiy reaksiya tenglamasini berishi kerak. Bunda eng sekin reaksiya bosqichining tezligi (tezlikni aniqlovchi bosqich) bo‘yicha umumiy reaksiya tezligi aniqlanadi.
Katalizator bu reaksion aralashmadagi modda bo‘lib, reaksiya tezligi oshiradi va o‘zi sarflanmaydi. Katalizator eng sekin bosqichning E_a sini kamaytirib beradi. Katalizator reagentlar va mahsulotlar bilan bir xil (gomogen) yoki turli (geterogen) agRejat holatlarda bo‘lishi mumkin. Ular barcha sanoat reaksiyalari, hamda biologik reaksiyalarning asosiy mahsulotlari hisoblanishadi.
Kimyoviy rеаksiyalаr tеzligi to’g’risidаgi tа`limоt kimyoviy kinеtikа dеb аtаlаdi. Mа`lumki bа`zi rеаksiyalаr judа tеz sоdir bo’lаdi, mаsаlаn: mоddаlаrning pоrtlаshi bir оndа tаmоm bo’lаdi, bа`zi rеаksiyalаr esа sоаtlаr, оylаr vа hаttо yillаr bo’yi dаvоm etаdi.
Kimyoviy rеаksiyalаr tеzligi rеаksiyagа kirishаyotgаn mоddаlаrning tаbiаtigа, haroratigа, dаstlаbki mоddа kоnsеntrаtsiyalаrigа, bоsimgа, kаtаlizаtоrning ishtirоk etish-etmаsligi, erituvchi tаbiаtigа (аgаr ulаr eritmаdа kеtsа) yorug’lik tа`sirigа vа bоshqа ko’pginа fаktоrlаrgа bоg’liq.
Umumаn оlgаndа «kimyoviy rеаksiyaning tеzligi rеаksiyagа kiruvchi mоddаlаr kоnsеntrаtsiyalаrining vаqt birligi ichrа o’zgаrishi bilаn o’lchаnаdi». Аgаr rеаksiyaning tеzligi 0,3 mоl/l bo’lsа, bir minutdа hаr bir mоddаdаn 0,3 mоl rеаksiyagа kirishgаn bo’lаdi.
Rеаksiya tеzligigа haroratining tа`siri.
Kimyoviy reaksiyada reagentlar mahsulotlarga aylanadi. Ushbu o‘zgarish qanday tez bo‘lganini o‘rganuvchi, kimyoviy kinetika reaksiya tezligiga (reagentlar konsentratsiyasi o‘zgarishining vaqtga nisbatan funksiyasi) urg‘u beradi. Turli reaksiyalar turli tezliklarga ega bo‘lishadi: tezroq reaksiyalarda (kattaroq tezlik)reashent konsentratsiyasi tez kamaysa, sekinrok reaksiyada (kichikroq tezlik) u sekinlik bilan kamayadi

Tezroq reaksiya (yuqorida) va sekinroq reaksiya (quyida). Reaksiya mobaynida reagentning konsentratsiyasi kamayadi va mahsulotniki ortali.
Har qanday berilgan sharoitlarda moddaning tabiati tezlikni aniqlaydi. Masalan, xona temperaturasida vodorod ftor bilan juda tez, ammo azot juda sekin reaksiyaga kirishadi:
H_2(g)+F_2(g) = 2HF_(g) (juda tez)
3H_2(g)+N_2(g)=2NH_3(g) (juda sekin)
Demak, har qanday reaksiya turli sharoitlarda turli tezliklarga ega.
Kimyoviy jarayonlar juda keng tezliklar diapazonlariga ega bo‘lishi mumkin. Masalan, neytralizatsiya, portlashga bir necha sekund ketishi mumkin. Mevalarning chirishiga o‘xshash, bir necha bosqichga ega reaksiyalarning ketishi uchun kunlar va oylar ketishi mumkin.
Albatta hech kim o‘lgan o‘simliklardan million yil mobaynida ko‘mir bo‘lishini kutishni xoxlamaydi. Reaksiya tezligini bilish hayot va o‘lim orasidagi farqni, sanoatda mahsulot hosil bo‘lishi uchun ketgan vaqt orasidagi farqni bilishga yordam beradi.
Biz tezlikka ta’sir qiluvchi 4 faktorni nazorat qila olamiz: reagentlar konsentratsiyasi, fizik holat, reaksiya temperaturasi va katalizator. Biz bu bo‘limda birinchi uchtasini ko‘rib chiqamiz va oxirgi to‘rtinchisini ko‘rib chiqamiz.

1. 
   Konsentratsiya, molekulalar reaksiyaga kirishishi uchun bir-biri bilan to‘qnashishi kerak. Reaksiya tezligiga ta’sir qiluvchi asosiy faktor bu reagentlarning konsentratsiyasidir, chunki reaksiya faqat molekulalar to‘qnashganida amalga oshadi. Qanchalik ko‘p molekulalar bo‘lsa, ularning to‘qnashish ehtimoli shunchalik ortadi va reaksiya amalga oshadi. Shu sababdan, reaksiya tezligi reagentlar konsentratsiyasiga proporsionaldir
   
2. 
   Fizik holat, molekulalar to‘qnashishi uchun aralashishi kerak. SHuningdek, reagentlar qanchalik oson aralashishini aniqlaydigan to‘qnashuvlar chastotasi fizik holatga bog‘liq bo‘ladi. Reagentlar bir xil fazada bo‘lishsa, masalan suvli eritmada, xar qanday termik siljish molekulalarning to‘qnashuviga olib keladi. Agar reagentlar turli fazalarda bo‘lishsa, reaksiya faqat fazalar yuzasida sodir bo‘ladi, shuninng uchun ular yuzasini maydalash bilan ko‘paytirish kerak. Shu sababdan, qattiq yoki suyuq fazalar qancha ko‘p yuzalarga bo‘lingan bo‘lsa ularning tezligi shuncha tez bo‘ladi. Masalan, qalin po‘lat bo‘lagi kislorod oqimida yonmaydi, ammo xuddi shu sharoitlarda yupqa po‘lat bo‘lagi osonlik bilan alangalanadi.
   
3. 
   Temperatura: molekulalar yetarli energiya bilan to‘qnashishlari kerak. Odatda temperatura reaksiya tezligiga katta ta’sir ko‘rsatadi. Ikkita oshxona jixozi bu ta’sirni ko‘rsatib beradi: muzlatgich ovqatdagi kimyoviy jarayonlarni sekinlashtirib beradi va gaz pechi kimyoviy jarayonlarni tezlatib beradi. CHastota va to‘qnashuvlar energiyasini ko‘paytirgan holda temperatura reaksiya tezligiga ta’sir ko‘rsatadi.
   

• 
  To‘qnashuvlar chastotasi. Gaz na’munasidagi molekulalar turli tezliklarga ega bo‘ladi, turli temperatura futsnksiyalariga ega bo‘lib. Shu sababdan, yuqori temperaturalarda to‘qnashuvlar chastotasi ortadi va ko‘p molekular reaksiyaga kirishadi.
  
• 
  To‘qnashuvlar energiyasi. Temperatura asosan reaksiyadagi molekulalarning energiyasiga va to‘qnashuvlar energiyasiga ta’sir qiladi. Ko‘p to‘qnashuvlarda molekulalar bir-biri bilan urilishi uchun etarli darajada energiyaga ega bo‘lishadi. Ammo, ba’zi to‘qnashuvlarda molekulalar energiyasi etarli bo‘lmaydi., Azot monooksid (NO) va ozon (O₃) orasidagi to‘qnashuvlar natijasini 16.2 rasm ko‘rsatadi. Yuqori temperaturalarda etarli energiyali molekulalar to‘qnashadi va ko‘proq molekulalar reaksiyaga kirishadi:
  

Reaksiya amalga oshishi uchun yetarli to‘qnashuv energiyasi kerak bo‘ladi.

Kimyoviy kinetika reaksiya tezligini, vaqt mobaynida konsentratsiyaning o‘zgarishini o‘rganadi. Berilgan sharoitlarda har bir reaksiya o‘zining tezligiga ega. Reagent molekulalari orasidagi to‘qnashuv chastotasini orqali konsentratsiya reaksiya tezligiga ta’sir ko‘rsatadi. Reagentlar qanday aralasha olishini aniqlash orqali fizik holat tezlikka ta’sir ko‘rsatadi. Reagent molekulalari orasidagi to‘qnashuv chastotasini va energiyasiga ta’sir qilish orqali temperatura tezlikka ta’sir qiladi.

Vаnt-Gоff o’zining tаjribаlаri аsоsidа harorat hаr 10⁰C gа оshgаndа rеаksiyaning tеzligi 2-4 mаrtа оrtishi аniqlаndi. Fаrаz qilаylik, birоr rеаksiyaning tеzligi hаr 10⁰C dа 2 mаrtа yoki 100% оrtsin. Аgаr 10⁰C dа rеаksiya tеzligigа 1 gа tеng bo’lsа, 10⁰ C dа 2 gа, 20⁰ C dа 4 gа, 30⁰ C dа 8gа, 40⁰ C dа 16 gа, 50⁰ C dа 32 gа, 60⁰ C dа 64 gа, 70⁰ C dа 128 gа, 80⁰ C dа 256 gа, 90⁰C dа 512 gа, 100⁰C dа 1024 gа tеng bo’lаdi. Dеmаk, harorat аrifmеtik prоgrеssiya bilаn оrtаndi. Harorat 100⁰ C оrtgаndа rеаksiya tеzligi 124 mаrtа оrtаdi. Аgаr rеаksiyaning 0⁰ dаgi tеzliginiV₀ bo’lsа,t dаgi tеzligini Vt bilаn bеlgilаsаk rеаksiya, tеzligini harorat bilаn o’zgаrishini quyidаgi fоrmulа bilаn аniqlаdi.

Bu yеrdа γ– rеаksiyaning harorat kоeffitsiеnti dеb yuritilаdi vа harorat 10⁰C ko’tаrilgаndа rеаksiya tеzligining nеchа mаrtа оshishini ko’rsаtuvchi sоn.