Kimyoviy kinetika va kimyoviy muvozanat

Kataliz. Reaksiya tezligini o’zgartiradigan, lekin reaksiya natijasida Kimyoviy jihatdan o’zgarmaydigan moddlar katalizatorlar deb ataladi.

Reaksiya tezligini katalizatorlar ishtirokida o’zgarishi hodisasi kataliz deb ataladi. Katalizatorlar ishtirokida boradigan reaksiyalar katalitik reaksiyalar deb ataladi. Kimyo sanoatida katalizatorlar keng miqyosda qullaniladi. Katalizatorlar ta'sirida reaksiyalar million va undan ko’p marta tezlashishi mumkin. Kataliz 2 turga: gamogen va geterogen katalizga bo’linadi. Gamogen katalizda katalizitor va reaksiyaga kirishuvchi moddalar bitta fazani (gaz yoki
eritma) tashkil etadi. Geterogen katalizda esa katalizatorning o’zi mustaqil fazani tashkil etadi. Gamogen katalizning misoli bo’lib, vodorod peroksidning suvli eritmasining katalistik parchalanish xizmat qilishi mumkin. Cr₂O₇^-2 MoO^-2₄ ionlari vodorod pereoksidining katalistik parchalanishiga sababchi bo’ladi.
Geterogen katalizdan Kimyo sanoatida keng foydalaniladi. Hozirgi vaqtda Kimyo sanoatida ishlab chikariladigan maxsulotlarning asosiy ko’pchiligi geterogen kataliz yordamida olinadi. Geterogen katalitik reaksiyalarga misol sifatida sulfat kislotada ishlab chiqarishning kontakt usulida oltingugurt (IV) oksidning sulfat angidridgacha oksidlanish, ammiak sintezini, nitrat kislota olishdagi ammiakning oksidlanishi, ammiak sintezini nitrat kislota olishdagi ammiakning oksidlanishini olsa bo’ladi.
Katalizatorlar ta'sirida reaksiya ortsa, bunday katalizni musbat kataliz deb nomlanadi.
Reaksiya tezligi katalizatorlar ishtirokida pasaysa, uni manfiy kataliz deb yuritiladi. Reaksiya tezligini pasaytiradigan moddalarni ingibitorlar deb ataladi; masalan, sulfit kislota eritmasiga gliserin, etil spirti va kalay (II) - xlorid qo’sqilsa, sulfitning xavo kislorodi ta'sirida oksidlanishi keskin pasayib ketadi.
2 Fe (SCN)₃ +2 Na₂S₂O₃→2 Fe (SCN)₂+2NaSCH+Na₂S₄O₆
reaksiyasi juda oz miqdor CuSO₄ ta'sirida keskin ravishda tezlashadi. Katalizator faqat kimyoviy jihatdan o’zgarmaydi, ammo uning fizik holati o’zgarishi mumkin.
Katalizator reaksiya oxirida uz tarkibi va miqdorini o’zgartirmasa ham reaksiyaning oralik bosqichlarida ishtirok etadi. A+V=AV reaksiyasi uz-o’zicha juda sust borib, katalizator (K) ishtirokida tez ketadi. Reaksiyaning tezlashishiga sabab reaksiyaning oraliq bosqichida katalizatorning ishtirok etishidir:
A+K=AK AK+V=AV+K A+V+K=AV+K
Bu sxema katalizatorning reaksiya oxirida kimyoviy jihatdan o’zgarmay qolishini va reaksiya tezligining katalizator miqdoriga proparsional ekanligini ko’rsatadi. Avtokataliz. Kimyoviy reaksiyani uning molekulalaridan biri yordamida katalitik tezlashishidir. Masalan: protonlar, protonlar /H+/ murakkab efirlarning gidrolizini tezlashtirishi mumkin. Avtoqatalizda bu protonlar hosil bo’lgan maxsulotning dissotsiyalanishi hisobiga hosil bo’ladi. Chunonchi, etilasetatning gidrolizlanish maxsuloti - sirka kislota proton /gidroksoniy ioni/ hosil qilib dissotsiyalanadi:
CH₃COOC₂H₅+H₂O → CH₃COOH+C₂H₅OH CH₃COOH+H₂O→ CH₃COO^-+H₃O⁺
H₃O⁺→ H⁺+H₂O
hosil bo’lgan protonlar gidroliz reaksiyasini tezlashtiradi.
Avtokatalitik reaksiyalarning xarakterli xususiyati shundan iboratki, ular katalizatorning konsentratsiyasini o’zgaruvchan oshishi sharoitida beradi. Shu sababli Avtokatalitik reaksiyaning tezligi boshlangich davrda oshib boradi, o’zaro ta'sir etuvchi rengenlarning konsentratsiyasi kamaygach reaksiya tezligi syokinlashadi.
Biologik sistemalarda kataliz juda katta rol o’ynaydi. Ovqat xazm qilish sistemasida, qonda odam va xayvonlarning xujayralarida boradigan ko’pgina kimyoviy reaksiyalar katalitik reaksiyalar hisoblanadi. Bu yerda ishtirok etadigan katalizatorlar ularni fermentlar deb yuritiladi. Ular oddiy yoki murakkab oksillardan iborat. Oshqozon suyuqligida bo’ladigan pelsin esa oksillarni parchalanishini tezlashtiradi.
Odam organizmida 30000 ga yaqin turli-tuman fermentlar bo’lib ulardan har biri o’ziga xos reaksiyalar uchun katalizatorlik vazifasini bajaradi. Fermentativ reaksiyalar katalitik reaksiyalarning umumiy qonuniyatlariga bo’ysunadi. Shu bilan bir qatorda biologik katalizatorlar bilan fermentativ reaksiyalarning anorganik katalizdan farq qiladigan tomonlari ham bor. (bu haqida biokimyo kursida bilib olasiz!)

siyalarni tezligi turlicha bo’ladi.
Reaksiyaning aktivlanish energiyasi. Kimyoviy reaksiya sodir bo’lishi uchun zarrachalar o’zaro to’qnashishi kerak. Molekulyar kinetik nazariyaga muvofiq, molekulalar orasida bo’ladigan to’qnashishlar soni absolyut haroratning kvodrad ildiziga to’g’ri proprosionaldir.Shuning uchun 10gr da boradigan reaksiyani 20 gr da o’tkazilsa, tezlik taxminan 2% ga ortishi kerak edi. Ammo reaksiya tezligi haroratning ko’tarilishi bilan juda tez ortadi; harorat 10 gr ko’tarilganda tezlik 100-200 % ortadi. Undan tashqari, ba’zi moddalar odatdagi haroratda uzoq vaqt aralash holda bo’lsa ham, ular orasida kimyoviy reaksiya sodir bo’lmaydi. lekin aralashma qizdirilsa, reaksiya ancha tez boradi. Demak, turli

Agar molekulalar orasidagi bo’ladigan har qaysi to’qnashish natijasida kimyoviy reaksiya borsa, reaksiyalar juda tez sodir bo’lishi kerak edi. Bularning hammasini etiborga olib, massalar ta’siri qonuniga qo’shimcha sifatida, aktivlanish nazariyasi deb ataladigan nazariya kiritildi.Bu nazariyaga binoan molekulalar orasida bo’ladigan barcha to’qnashuvlar natijasida kimyoviy reaksiya vujudga kelevermaydii faqat ortiqcha energiyaga ega bo’lgan aktiv molekulalar orasidagi to’qnashuvlar reaksiyani vujudga keltiradi.

Bu nazariya`ni D.V. Alekseev, S.Arrenius va boshqa olimlar rivojlantirdilar. Demak, har qaysi to’qnashuv natijasida reaksiya boravermaydi, faqat aktiv molekulalar orasidagi to’qnashuvlar natijasida reaksiya sodir bo’ladi. Chunki ikki zarracha o’zaro to’qnashganda kimyoviiiy reaksiya ro’y berishi uchun bu zarrachalar orasidagi masofa elektron bulutlar bir birini qoplaydigan darajada kichik bo’lishi kerak, shu vaqtdagina elektornlarning bir moddadan ikkinchi o’tishi yoki qayta guruhlanishi va natijada yangi moddalar hosil bo’lishi mumkin. Lekin zarrachalar bir biriga bu qadar yaqin masofaga kelishiga ikkala zarrachadagi elektron pog’onalarining o’zaro itarilish kuchlari xalaqit beradi. Bu itarilish kuchlarini katta energiyaga ega bo’lgan aktiv zarrachalargina yenga oladi.
Passiv zarrachalarni aktiv holatga o’tkazish uchun energiya talab qilinadi.

•