|
Kimyoviy m uvozanat va zanjir reaksiyalari.
K o'pchilik kimyoviy reak
siyalar oxirigacha bormasligi sababli to ‘g ‘ri va teskari reaksiyalar orasida
sodir bo'lad igan m uvozanat m uhim rol o ‘ynaydi. Berilgan s h a ro itd a to ‘g ‘ri
va teskari reaksiyalar tezliklari tenglashadi va ko‘rilayotgan sistem ada di-
nam ik m uvozanat qaro r topadi. Bu m uvozanatni fransuz ximigi Le S hate-
lye 1884-yil o ‘z m etodi asosida siljitdi. Bu metodga ko‘ra “agar m uvozanatda
turgan sistem aga tashqi ta ’sir ko'rsatilganda, m uvozanat o ‘sha ta ’sirni
susaytiruvchi to m o n siljiydi” . Le Shatelye bu qonunni sanoat sharoitlarida
q o ila b , am m iak ishlab chiqarishda, shisha va sem ent ishlab chiqarishda,
portlovchi m oddalar ishlab chiqarishda q o ‘lladi. K atalizatorlarning m uvo-
zanatga t a ’sir etm asligini va m uvozanatning tezroq qaror topishiga t a ’sir
etishini Le Shatelye ko ‘rsatdi.
XIX
asm ing oxirida amerikalik ximik D. Gibbs kimyoviy term odinam ika
asoslarini yaratdi. 0 ‘sha vaqtda kimyoviy reaksiyalami m iqdoriy jihatdan
xarakterlash uchun kimyoviy potensial yoki erkin energiya degan tushun-
cha kiritildi. 0 ‘zgarm as bosim va haroratda reaksiya erkin energiyasining
o ‘zgarishi quyidagi tenglam a asosida yoziladi:
A G =A H -TA S bu yerda AH reaksiyaning issiqlik effekti, agar ДН<0
b o ‘lsa, reaksiya ekzoterm ik, y a’ni issiqlik ajralib chiqadi, AH>0 bo'lsa,
reaksiya end o term ik b o iib , issiqlik yutiladi. T-absolyut h arorat, S-sistem a
entropiyasining o'zgarishi.
Agar m urakkab m olekulalardan reaksiya natijasida oddiy m olekulalar
hosil b o is a , u holda sistem a entropiyasi o ‘sadi(oshadi). T o ‘g ‘ri reaksiya-
larning o ‘zi o'tish i uchun erkin energiya kamayadi (AG <0). Agar A G > 0
b o is a , reaksiya teskari y o 'nalishda sodir b o iad i. Agar A G = 0 b o is a , siste
m a m uvozanat holatida b o ia d i. A m m o bu m ulohazalar reaksiya borishi va
bormasligi haqida hech qanday izoh bermaydi. Reaksiya borishini kimyoviy
kinetika tushuntirib beradi.O 'tgan asrda ikki tipdagi zarrachalardareaksiya
borishini tushu n tirib ato m lar va m olekulalarda erkin radikallar nazaryasi
bilan ukrainalik olim M .G om berg (1866—1997) AQShga borib shug'ullanadi.
Agar alm ashinish reaksiyasi sodir b o is a , u holda ajralib chiqadigan
energiya reaksiya m ahsulotlari orasida taqsimlanadi. A m m o ko'pchilik reak
siyalar oraliq m ahsulotlar hosil b o iis h i bilan boradi va faollashish energi
yasi kam ayadi. Agar oraliq m o d d alar to ‘yinm agan valentlikka ega b o isa ,
erkin radikallar hosil b o ia d i.
1913-yili M .B odenshteyn xlor va vodorod atom lari orasidagi reaksiya-
ni o ‘rganib, zanjir reaksiyalarga asos soldi. Bu quyidagicha boradi:
162
CI2
hv
> C l + Cl
Cl + H2 ____ » 2HCI + H
H + C I2 ____ > H C I + C l va hokazo.
Yuqoridagi reaksiyalar mulohazasi quyidagini beradi: m olekulada tashqi
ta ’sir (yorug'lik nuri) yordam ida erkin radikal hosil bo 'lib, bu erkin radikal
m olekula bilan ta ’sir etib, yangi erkin radikal hosil qiladi va hokazo.
Bu ketm a-ketliklardan zanjir reaksiyalari hosil bo 'ladi.
Keyinchalik 1.Kristiansen va T .K ram erslar zanjir reaksiyalarning faqat
fotokimyoviy reaksiyalarda sodir bo 'lm asd an , balki boshqa holatda ham
sodir bo'lishini ko'rsatib, tarm oqlangan zanjir reaksiyalariga asos soldi.
1926-yilda sovet ximigi A .N .S em enov tarm oqlangan zanjir reaksiya
lariga asos solib, bitta erkin radikal o'rn ig a bir necha erkin radikal hosil
bo'lishini tajribada ko'rsatdi. V odorodning kislorod yordam ida oksidlanishi
quyidagi tenglam a asosida boradi:
H + G
H + H 0 2 (zanjirning tug'ilishi)
H + 0 2
OH + О (zanjirning tarm oqlanishi)
0 + H 2
O H + H
O H + H 2
H 20 + H (zanjirning davom etishi)
Bu misolda zanjirning tug'ilishi paytida kam faollik xossasiga ega bo'lgan
H 0 2 radikal hosil bo'ladi, am m o bu ndan tashqari H va O H faol radikallar
ham hosil bo'ladi, buning natijasida reaksiya tezligi jud a ham katta qiymatga
ega bo'ladi. Bu tezlikni to'xtatishning yo'li H radikalining idish devoriga
urilishi va rekombinatsiyalanishidir. Bu hodisaning ro'y berishida idish de-
vorlari m uhim rol o'ynaydi. C hunki erkin radikallar devoriga urilib rekom -
binatsiyalahadi yoki undan aw al sistem ada portlash ro 'y beradi. N atijada
zanjirning tugallanishi bo'ladi. Bunday xulosaga ingliz olimi S.N.Xinshelvud
(1897—1967) ham keldi. D.V.Alekseev (1915) atsetilinning yonish jaray
onida o 'z -o 'z id a n alangalanish holatini tushuntirib berdi.
1934-yili N .N .Sem enov o'zining “Z anjir reaksiyalar” nom li m onografi-
yasida yonish va portlash jarayonlarini izohlab, zanjir reaksiyalar nazari-
yasini yaratdi. Z anjir reaksiyalar tezligini vaqt birligi ichida hajm birligida
bo'lgan faol m arkazlaraniqlashini ko'rsatdi. Bu kattalikni hisoblash uchun
Sem enov zanjirning davom etish va uzilish koeffitsientlarini kiritdi. Agar
163
vaqt birligi ichida tu g ‘ilayotgan faol m arkazlar soni N bilan belgilansa, u
_( I )
holda zanjir reaksiya tezligi ^
^ о
о
bo'ladi.
Bu yerda J — zanjir uzunligidir, zanjirning uzilish koeffitsienti quyi-
d a g ich a b o ‘ladi:
Do'stlaringiz bilan baham: |
