Fizikaviy kimyo fanidan laboratoriya mashg`ulotlari uchun

Faol komplekslar nazariyasi.

Faol komplekslar nazariyasining mohiyati shundan iboratki, molekulalarning o‘zaro elementar ta’siri natijasida kimyoviy bog‘lar bosqichma-bosqich qayta tashkil topadi va zarrachalarning boshlang‘ich konfiguratsiyasi, atomlar orasidagi masofalar o‘zgarib reaksiya mahsulotlariga aylanadi.

Masalan, ikki atomli ikkita molekula o‘zaro ta’sirlashganda avval beqaror birikma-oraliq kompleks hosil bo‘ladi. Energiya bog‘lar bo‘yicha qayta taqsimlangandan keyin bu kompleks ikkita yangi molekulaga parchalanadi. Jarayonni quyidagicha tasavvur qilish mumkin:

F aol komplekslar nazariyasi 1935 yilda eyring tomonidan va undan mustaqil ravishda evans va Polyanilar tomonidan taklif qilingan.

A + BC → AB + C tenglama bo‘yicha boradigan reaksiyani faol komplekslar nazariyasi bo‘yicha ko‘rib chiqamiz. A atom BC ikki atomli molekulaga yaqinlashganda B-C bog‘ zaiflashadi, A va B o‘rtasida bog‘lanish paydo bo‘ldi va oxirida yangi AB birikma va C atom hosil bo‘ladi. Ushbu jarayon ABC* oraliq birikma hosil bo‘lishi bilan boradi:

A + BC → ABC* → AB + C

Reaksiya davomida A-B va B-S lar orasidagi masofa, hamda sistemaning potensial energiyasi o‘zgaradi.

Faol kompleksning xossalari ma’lum bo‘lsa faol komplekslar nazariyasi reaksiya tezligini hisoblash imkoniyatini beradi. Potensial energiyasini reaksiya yo‘nalishiga bog‘liqligini ifodalovchi grafikda potensial to‘siq R ni o‘z ichiga olgan qandaydir interval-oraliqni δ bilan belgilaymiz. Ushbu oraliqda energetik diagrammada reaksiya mahsulotlari tomonga harakatlanayotgan atomlar konfiguratsiyasi faol kompleks yoki oraliq holat deyiladi. Sistema δ oraliqni faol kompleksning o‘rtacha yashash vaqti deb atalaigan τ vaqt davomida bosib o‘tadi. Bu vaqt ga teng. Bu erda v* sistemaning P to‘siqdan o‘tish o‘rtacha tezligi.

Molekulyar-kinetik nazariyaga ko‘ra faol kompleksning reaksiya yo‘nalishi bo‘ylab ilgarlama harakati o‘rtacha tezligi quyidagicha ifodalanadi:



ν* uchun tegishli ifoda qo‘yilgandan keyin quyidagi tenglama kelib chiqadi:

Bu erda m* faol kompleksning massasi. Faol komplekslarning reaksiya koordinatasidagi δ oraliqdagi konsentratsiyasini c_f bilan belgilaymiz. Uning qiymati paydo bo‘layotgan faol komplekslar yoki τ vaqtdagi elementar o‘zgarishlar miqdoriga teng. Reaksiya tezligi quyidagi tenglama bo‘yicha aniqlanadi:

Ishning borishi. 1-tajriba. 25 ⁰C li termostatga 6 ta 300 ml sig’imli yassi tubli kolba qo’yiladi. Birinchisiga – 250 ml suv, ikkinchisiga – 250 ml ammoniy persulfat eritmasi, uchinchisiga – 250 ml kaliy yodid eritmasi, to’rtinchisiga 250 ml sulfat kislota eritmasi, beshinchisiga – 250 ml mis kuporosi eritmasi va oltinchisiga – 250 ml temir kuporosi eritmalari (yuqorida berilgan konsentratsiyada) quyiladi.

Shu bilan birgalikda qorga yoki maydalangan muzga 100 ml dan suv solingan 7 ta 250 ml sig’imli konussimon kolbalar joylashtiriladi.

Kolbadagi eritmalar termostat temperaturasini olgandan so’ng (40 – 50 min), ulardan pipetka bilan kolbalarni termostatdan chiqarmasdan 300 ml li quruq kolbaga 100 ml suv, 50 ml ammoniy persulfat, 50 ml sulfat kislota eritmasi va 50 ml kaliy yodid eritmasidan olib quyiladi. Kaliy yodid eritmasini qo’shish vaqtini tajriba boshlanishi t₀ = 0 deb olinadi, soat bilan vaqt belgilanadi. Kolbadagi aralashma aralashtiriladi va uni termostatga qo’yiladi. Bu amallarni tez bajarish kerak.

Tajriba boshidan 5, 10, 20, 30, 50 va 60 minut o’tgandan so’ng termostatdan kolbani olmasdan 20 ml aralashma olinadi, har bir namunani sovuq suvi bor konussimon kolbaga quyiladi, so’ngra kraxmal eritmasi ishtirokida natriy tiosulfat eritmasi bilan titrlanadi. Pipetka bilan namuna olingan vaqt soat bo’yicha belgilanadi.

Titrlashni tez amalga oshirish kerak. Har bir titrlashga sarflangan natriy tiosulfat miqdori yozib boriladi.