Fizika va kimyo

Reaksiya tartibini va uni aniqlash usullari.

Umuman olganda reaksiya tarkibi reaksiya tezligining qaysi darajada konsentratsiyaga bog‘liqligini ko‘rsatadi. YOki reaksiya tartibi (n) reaksiya tezligi tenglamasida moddalar konsentratsiyalari darajalari yig‘indisiga teng. Reaksiyalar nolinchi, birinchi, ikkinchi, uchinchi, va boshqa yuqori tartibli, xatto kasrli xam bo‘lishi mumkin.

Bir vaqtlar reaksiya tartibli va molekulyarligi bir xil deb xisoblanar edi. Tekshirishlar bu xar xil tushunchalar ekanligini ko‘rsatdi misol uchun, murakkab efirning suyultirilgan eritmada gidrolizlanishini ko‘rib chiqaylik

CH₃COOC₂H₅H₂OCH₃COOHC₂H₅OH

Bu reaksiya suv ko‘p bo‘lganligidan, reaksiya natijasida uning konsentratsiyasi amaliy jixatdan o‘zgarmay qoladi. SHuning reaksiya tezligi faqat efirning konsentratsiyasiga bog‘liq bo‘ladi. Demak, bu reaksiya ikki molekulyar bo‘lib, birinchi tartibli reaksiyadir. Reaksiyaning tezligi reaksiya davomida o‘zgarmasa, bunday reaksiya nol’ tartibbo‘ladi . Masalan radoktiv moddalarning parchalanish xam nol’ tartibli reaksiyalardir.

Reaksiya tartibini aniqlashning bir nechaxil usullari mavjud. Molekulyar tenglamalarga muvofiq kelishlik yoki kezlik konstantasini o‘zgarmay qolishlik usuli. Bu usulda 3-4 marta takrorlangan tajriba natijalari vaqt (t) va reaksiyaga kirishgan moddaning miqdori (x) monomolekulyar, bimolekulyar va uch molekulyar reaksiyalarning tenglamasiga birin- ketin qo‘yilib, tezlik konstantasini xisoblab chiqariladi. qaesi tenglamaga qo‘yilganda k ning qiymati bir xil qolsa, shu tartibda bo‘ladi. Bunda grafik usuldan xam foydalanish mumkin. Buning uchun ordinatalar o‘qiga qiymatini. Absissalar o‘qishga esa vaqt (t) ning qiymati qo‘yiladi . Bu xolda xam grafikda to‘g‘ri chiziq xosil bo‘lishi kerak. Agar oligan natijalar bimolekulyar reaksiyaning tenglamasini qanoatlantirmasa, u xolda, uch molekulyar reaksiyaning tenglamasiga qo‘yiladi.

Vant- Goff usuli. Bu usulda reaksiya tartibin aniqlash uchun reaksiyani xar xil (kamida 2xil) konsentratsiyalar ikki xil S₁va S₂ bo‘lgan sharoitlarda tezlik quyidgicha bo‘ladi;

Bu erda n - reaksiyaning tartibi

YUqoridagi tenglamalarni bir-biriga bo‘lib, logariflansa





YArim ajralish vaqti usuli. Olingan dastlabki moddaning yarmisi reaksiyaga kirishguncha ketgan vaqti –yarim ajralish vaqti ( ) deyiladi. Monomolekulyar, bimolekulyar va uch molekulyar reaksiyalar tenglamalarga C0.5 C₀ ni qo‘ysak

quyidgilarni xosil qilamiz

klnC n1

k1C₀ n2

k3C₀² n3

Demak, bu usulda tartibni aniqlash uchun bir necha xil boshlang‘ich konsentratsiyalarda reaksiya olib boriladi. YUqoridagi tenglamalardan ko‘rinib turibdiki; 1- tartibli reaksiyalarda yarim ajralish vaqti boshlang‘ich konsentratsiyaga bog‘liq emas va o‘zgarmas son ekan ikkinchisi va uchinchi tartibli reaksiyalarda yarim ajralish vaqti mos ravishda moddaning boshlang‘ich konsentratsiyasiga yoki uning kvadratiga teskari proporsional ekan.

Modaning ikki boshlang‘ich konsentratsiyalarida olib, ularning yarim ajralish vaqti ma’lum bo‘lsa, quyidagi umumlashgan tenglamdan reaksiya tartibini topish mumkin

Bu erda t_1, t₂ lar mos ravishda boshlang‘ich konsentratsiyalar S¹_o va S¹¹_o larga teng bo‘lgandagi reaksiyalardagi yarim ajralish vaqtlaridir.

Izolyasiyalash usuli. Bu usulda reaksiyaga kirishayotgan moddalardan biridan boshqa xammasi ko‘p (juda) miqdorda olinadi. Bunda, tabiiy, reaksiya tezligi shu modda konsentratsiyasiga bog‘liq bo‘ladi. Keyin ikkinchi modda konsentratsiyasini ko‘p miqdorda olinadi. Misol uchun

a₁A₁  a₂A₂ maxsulotlar reaksiyani olsak, birinchi xolda reaksiya tezligi -dc₁  dt  k₁c₁ⁿ¹ bu erda k₂a₂kS₁₀ⁿ¹ keyin reaksiyani A₁ modda juda ko‘p olingan xolatda o‘tkaziladi. Bunda reaksiya tezligi -dc₂  dt  k₂c₂ⁿ² bu erda k₂a₂kS₁₀ⁿ¹

Har bir modda bo‘yicha topilgan tartiblar gabinoan reaksiyaning umumiy tartibini topamiz. nn₁n₂

Reaksiya tartibini aniqlashning reaksiya mexanizimini bilishgayordan beradi. Masalani Vang- Goff quyidagi reaksiyani

4 A_s N₃  As₄  6 H₂

tekshirib, uning birinchi tartibli ekanligini ko‘rsatdi. Demak, bu reaksiya bir necha bosqtchdan iborat bo‘lib reaksiyaning tezligini ,

A _s H₃ A_s  3H bosqich belgilaydi