Formal kinetika 113

Formal kinetika
113. Kimyoviy kinetika kimyoviy reaksiyalarning tezliklari haqidagi
fan bo4lib, turli jarayonlami vaqt birligi ichida borish mexanizmlari
va qonuniyatlarini oi'ganadi. Ma’lumki. sodir boiayotgan jarayon
qanday vaqt oraligida va qay holatda boiishiga termodinamika javob
bera olmaydi. Kimyoviy kinetika qonunlari yordamida vaqtning
nihoyatda kichik ulushlarida yoki yillab sodir boiadigan reaksiyalar,
nihoyatda murakkab ravishda ketadigan yadro reaksiyalari,
turli tirik organizmlardagi reaksiyalarni oi'ganish mumkin. Kimyoviy
kinetika dastlabki rivojlanish davrlarida asosan reaksiyaning
tezligini o'rganishga va asosan reaksiyalarni sinflarga ajratishga
hamda molekulyar-kinetik nazariyaga asoslangan holda reaksiyalar
borishini ifodalovchi kinetik tenglamalami yaratishga e’tibor berilgan.
Reaksiyalarni bu tariqa o'rganish formal kinetika deb ataladi. Demak kimyoviy kinetika formal va nazariyalarni o'rganuvchi
qismlardan iborat bo'linadi. Gazlarning molekulyar-
kinetik nazariyasiga asoslanib taklif qilingan faol to'qnashishiar
va faollashgan komplekslar (o'tar holat) nazariyasidir. Faollashgan
komplekslar sifat nazariyasi asosida G.Eyring va M.Polyani (1935)
statistik termodinamikaning matematik apparatidan foydalangan
holda, reaksiyalarning absolyut tezliklari deb nomlangan miqdoriy
nazariyani taklif qiiganlar.
115. Demak kimyoviy kinetika formal va nazariyalarni o'rganuvchi
qismlardan iborat bo'lib, kinetik nazariyalar asosida kimyoviy
ta’siriaming mexanizmlari va reaksiyalarning borish qonuniyatlari
yoritib beriladi. Kimyoviy reaksiyaning har taraflama asoslangan
mexanizmini bilish ancha murakkab boiganligi uchun bir qancha
nazariyalar taklif qilingan. Ularning asosiylari gazlarning molekulyar-
kinetik nazariyasiga asoslanib taklif qilingan faol to'qnashishiar
va faollashgan komplekslar (o'tar holat) nazariyasidir. Faollashgan
komplekslar sifat nazariyasi asosida G.Eyring va M.Polyani (1935)
statistik termodinamikaning matematik apparatidan foydalangan
holda, reaksiyalarning absolyut tezliklari deb nomlangan miqdoriy
nazariyani taklif qiiganlar. Eritmalarda boruvclii reaksiyalarning
kinetikasi diffuzion mexanizm bo'yicha boradi va to'qnashishiar
nazariyasi asosida tushuntiriladi. Eritmalardagi reaksiyalarning
mexanizmi gazlardagiga nisbatan ancha murakkab, chunki boshlang'ich
moddalarning molekulalari bir-biri bilan emas, balki erituvchi
molekulalari bilan ham to'qnashadi. Eritmalarda molekulalar
gazlardagiga nisbatan o'zaro ancha yaqin joylashgan va umumiy
to'qnashishiar soni ko'p bo'lishiga qaramasdan ikkita ta’sirlashayotgan
moddalarning o'zaro to'qnashishi qiyinlashadi, chunki buning
uchun ular erituvchi qavatidan diffuziyalanib o'tishi kerak bo iib
qoladi. Eritmalarda ko'pincha ion reaksiyalar borganligi sababli
ularga erituvchining dielektrik singdiruvchanligi va eritmaning ion
kuchi ta’sir qiladi. Eritmaning ion kuchi birlamchi va ikkilamchi tuz
effektlarini keltirib chiqaradi. Kimyo sanoatida jarayonlami tezlashtirish usullarini islilab
chiqish. xalal beruvchi qo‘shimcha reaksiyalarning tezligini kamaytirish,
uskunalarni avtomatlashtirish borasida kimyoviy jarayonlarni
vaqt birligi ichida sodir boiish qonuniyatlarini o‘rganish talab
qilinadi.
116. Kinetik tenglamalar asosida tuzilgan grafik bogianishga kinetik
egrilar deyiladi. Kinetik egrilar turli xil boiadi. Masalan, modda
unumining vaqtga bogiiqligi 4 xil ko‘rinishga ega (VII. 1-rasm).

117. Reaksiyalar boshlang'ich moddalaming agregat holatiga qarab
yoki ularning o'zaro eruvchanligiga asosan gomogen va geterogen
sistemalarda ketadiganlarga boiinadi. Ikkita faza chegarasida ketadigan
kimyoviy va fizikaviy jarayonlar muhim amaliy ahamiyatga
ega. Rudalardan metallarning qaytarilishi, qattiq yoqilg'ining yonishi,
bug'lanish va kondensatlanish, erish va kristallanish, adsorbilanish
va absorbilanish, katalitik reaksiyalar, elektrod-elektrolit
eritmasi chegarasidagi elektrokimyoviy reaksiyalar va boshqa, ja rayonlar
geterogen reaksiyalarga kiradi. Reaksiya
davomida yangi faza hosil boisa, geterofazaviy reaksiya degan tushuncha
ham ishlatiladi. Hozirgi tasavvurlarga ko'ra geterogen jarayonlar uch guruhga
boiinadi: kinetik, diffuzion va oraliq sohalarda boruvchi reaksiyalar.
U quyidagi asosiy bosqichlardan iborat:
- reagentni eritmadan qattiq jism sirtiga yetkazish;
- qattiq jism sirtida kimyoviy reaksiyaning sodir bo'lishi;
- reaksiya mahsulotlarini sirtdan eritma ichiga olib o'tish. Reaksiya tezligi boshlang'ich moddalaming muhitga kirish tezligidan
katta bo'lsa, reaksiya diffuzion sohada borayotgan boiadi.
Bunday jarayonlarda fazalararo chegaraga moddaning yetkazib berilishi
konveksiya va diffuziya hisobiga amalga oshadi. Muhitning to'liq siljishi konveksiya deyiladi. U eritmaning hajmi bo'yicha turli
zichlik boigardigi tufayli paydo bo'ladi. Geterogen reaksiyalarda ko'pincha yuqori g'ovaklik tufayli
katta solishtinna sirtga ega qattiq jismlar qatnashadi. Bunday hollarda
jarayonning kinetikasi ta’sirlashayotgan moddalarning qattiq
jism kapillyarlarining ichiga kirish tezligi, ya’ni ichki diffuziya
bilan belgilanadi. Ko'pchilik geterogen reaksiyalarda xuddi shu
ichki diffuziya limitlovchi bosqich bo'ladi. Geterogen jarayonlarning eng sekin boruvchi (limitlovchi)
bosqichi fazalararo chegaradagi kimyoviy reaksiyaning o'zi ham
bo'lishi mumkin. Bu holda jarayon kinetik sohada boradi. Reaksiya
kinetik sohada borganda boshlang'ich moddalarning muhitga kirish
tezligi reaksiya tezligidan ancha katta bo'ladi. Reaksiya olib borish usuliga qarab statsionar sharoitda va oqimda
boradigan reaksiyalarga ajratiladi.
119. Bir tomonga yo'nalayotgan reaksiyani
ikki turda tasniflash mumkin. Birinchidan borayotgan reaksiyaning
tenglamasi bo'yicha reaksiya tezligi tenglamasi orqali
olingan reaksiya tartibiga ko'ra; ikkinchidan, reaksiyaning molekulyarligi,
ya’ni ayni reaksiyada ishtirok etayotgan zarrachalarning
soniga ko'ra. Reaksiyaning tartibi deb, reaksiyaning kinetik tenglamasidagi
daraja ko'rsatichlari yig'indisiga aytiladi.

bunda к - reaksiya tezligi doimiysi (reaksiyaga kirishayotgan moddalar
konsentratsiyalari birga teng bo'lgandagi reaksiya tezligi).
Uning o'lchov birligi
Reaksiya davomida bitta yoki bir necha moddalarning miqdori
o'zgarmay qolsa, yuqorida ta’kidlaganimizdek, reaksiyaning psevdo
yoki kuzatilgan tartibi degan ibora ishlatiladi Reaksiyaning molekulyarligi o'zaro to'qnashayotgan zarrachalarning
soniga bog'liq ravishda monomolekulyar, bimolekulyar
va uchmolekulyar bo'lishi mumkin. Sxematik ravishda reaksiyaning
molekulyarligini quyidagicha ifodalash mumkin:
1) A —> L - monomolekulyar reaksiyalar
2) A +B ► L; 2 A —> L — bimolekulyar reaksiyalar;
3) A + B + C —>L; 2 A + B —> L ; 3A—>L - uchmolekulyar
reaksiyalar.
144-145-146. Birinchi tartibli reaksiyalar. Bunday reaksiyalarga radioaktiv
parchalanish, izomerlanish, moddalaming gaz fazasida parchalanishi
va boshqalarni misol qilib keltirish mumkin.
Sxematik ravishda quyidagi reaksiya tenglamasini olaylik: