vastupla
r katalitik jarayonni amalga oshiradi.
Teylor fikrlarining mohiyati bitta yuzaning fizikaviy bir
tekis emasligi katalizda
asosiy omildir.
Aktiv markaz nazariyasi - katalizatorning tanlab ta’sir etish mexanizmini
tushuntirib bera olmaydi.
Zanjirli kimyoviy reaksiyalar.
Kimyoviy reaksiyaga kirishayotgan moddalar tabiatiga va sharoitiga qarab
reaksiyaga atomlar, molekulalar, radikallar yoki ionlar ishtirok etishi mumkin.
Shuning uchun reaksiyalarning
borish mexanizmiga qarab, ularni oddiy, ionli va
radikalli reaksiyalarga bo’lish mumkin. To’g’ridan to’g’ri molekulalar orasida
boradigan reaksiyalar oddiy reaksiyalar deyiladi.
M: H
2
+J
2
=2HJ
2NO+Cl
2
=2NOCl
Bunday reaksiyalarning o’tishi uchun yuqori aktivlanish
energiyasi talab
qilinadi.(20 - 60 kkal/mol). Ko’pincha kimyoviy reaksiyalar ion yoki
radikallarning ishtirokida sodir bo’ladi. Shu sababli ularning umumiy reaksiyasi,
xakikiy reaksiya mexanizmini ochib bera olmaydi. Ionli reaksiyalarda
zaryadlangan zarrachalar ishtirok etganligi uchun aktivlanish
energiyasi kichiq
bo’ladi (0 - 18 kkal/mol). Erkin radikallar ishtirokida boradigan reaksiyalarda
aktivlanish energiyasi undan ham kichiq (0 - 9kkal\mol) bo’lishi mumkin.
Q’arama-qarshi zaryadlangan (+ va -) zarrachalar ionlar deyiladi. Ionlar-moddalar
faqat eritilganda yoki suyuqlantirilganda emas, balki moddalarga elektr zaryadlari,
kuchli qizdirish, yuqori energiyali nurlanish ta’sirida ham bo’lishi mumkin. Bu
vaqtda molekulalar elektronlar yo’qotib yoki qabul qilib molekulyar ionlarga
aylanadi.M:
- nurlari ta’sirida: H
2
O +
H
2
O
+
+e
-
CH
4
+
CH
4
+
+ e
-
Molekulyar ionlar juftlashmagan elektronga va zaryadga ega bo’lganliklari
uchun, reaksiyaga kirishish qobiliyatlari juda va ularning
yashash davrlari ham
kichiq (sek\mln.dan bir ulushi) bo’ladi. Erkin radikal va atomlar orasida sodir
bo’ladigan kimeviy reaksiyalar radikal reaksiyalar deyiladi. To’yinmagan
valentlikka ega bo’lgan zarrachalar erkin radikallar deyiladi.
Masalan: ON
*
- suv molekulasi oskolkasi, NH
2
*
- NH
3
molekulasi, NS
*
-
H
2
S molekulasi oskolkalari. Erkin radikallar katoriga erkin atomlar: N*, sl* O*,
... ham kiradi. reaksiyaga kirishish kobiliyati juda kuchli bo’lib, ular moddalar
qizdirilganda parchalanishi natijasija, yoruglik ta’sirida, va kuchli mexaniq ta’sirlar
natijasida bo’ladi.
Oddiy mexanizmlar
bilan boradigan bir, 1 va ko’p molekulyar
reaksiyalardan tashqari, zanjir mexanizm bilan boradigan murakkab ham
movjuddir.
Radikal reaksiyalar odatda zanj ir mexanizm orqali sodir bo’ladi.
Zanjir reaksiyalar nazariyasi asoslari quyidagilardan iborat (N. N.
Semyonov va boshqalar):
1. Zanjir reaksiya sodir bo’lishi uchun birinchi shart aktiv markazlar
vujudga
kelishidir. Aktiv markazlar bo’lish reaksiyasi zanjirning vujudga kelishi yoki
zanjirning boshlanishi deyiladi.
2. Zanjirlar moddiy tabiatga ega - zanjir reaksiyalar atom va radikallar orqali
davom etadi.
3. Aktiv markazlar atomlar va radikallar:
a) zanjirning uzilishi reaksiyasiga;
b) zanjirning davom etish reaksiyasiga;
v) zanjirning tarmoklanish reaksiyasiga kirishuvi mumkin.
a) Zanjirning uzilishi reaksiyasi - reaksiya natijasida aktiv markazlarning
yo’qolishi, ular barqaror molekulaga aylanishi mumkin:
(H + H = N
2
, Br + Br = Br
2
, H + Br = HBr ...)
b) Zanjirning davom etish reaksiyasida - sistemada aktiv markazlarning soni
o’zgarmay koladi. Masalan:
bitta Br* o’rniga bitta H* radikali bo’ladi va h.k.
v) Zanjirning tarmoklanish reaksiyasi natijasida sistemada reaksiya borgan
sari juda aktiv markazlar soni ko’payadi, har qaysi yo’qolgan aktiv markaz o’rniga
birdan ko’p aktiv markazlar bo’ladi.
Masalan: H* + O
2
--
> OH* + O*
O* + H
2
----
> OH* + H* va x.k.zo.
Zanjir reaksiyalar tarmoqlanmagan va tarmoqlangan
zanjir reaksiyalarga
bo’linadi.
Zanjirning har bir bug’imida yo’qolgan har qaysi aktiv markaz o’rniga
boshqa bitta yangi aktiv markaz bo’lishi bilan boradigan zanjir reaksiyalar
tarmoklanmagan zanjir reaksiyalar deyiladi.
Masalan: Br
2
+ H
2
= 2 Hbr reaksiya mexanizmini ko’raylik: 1) Vr
2
---
> Br
*
+Br
*
aktiv markazlarning bo’lishi.
2) Br
*
+ H
2
----
> HBr + H
*
zanjirning davom etishi
3) H
*
+ Br
2
---
>HBr + Br
*
zanjirning bug’imlari.
4) Br
*
+ H
2
----
> HBr + H
*
Bug’imlarning soni ya’ni - dastlab bo’lgan aktiv markazlar vujudga
keltiradigan elementar reaktivlarning soni zanjirning uzunligi deyiladi.
(yuqoridagi misolimizda 3 ga teng, 1, 2, 3, 4 reaksiyalar).
Zanjirning har bir bug’imida yo’qolgan har qaysi aktiv markaz o’rniga
boshqa 2 ta yoki bir nechta aktiv markazlarning bo’lishi bilan boradigan zanjir
reaksiyalar tarmoqlangan zanjir reaksiyalar deyiladi.
Masalan: Suvning sintez reaksiyasi tarmoklangan
zanjir mexanizmi asosida
sodir bo’ladi:
H
2
+ O
2
---
> OH
*
+ OH
*
zanjirning davom etishi
H
*
+ O
2
---
> OH
*
+O
*
O
*
+ H
2
---
> OH
*
+ H
*
zanjirning tarmoqlanishi.
Odatda tarmoqlangan zanjir reaksiyalar portlash bilan sodir bo’ladi.
Bitta aktiv markaz ikkita, ikkitasi 4 tani, 4 tasi esa 8 tani, 8 tasi esa 16 tani
qiladi va h.k.
