Katalizatorlar ta'siri (kataliz)
Katalizatorlar ta'sirini o ’rganishdan avval sistemalar haqida qisqacha
to ’xtalib
o’tamiz. Moddalar aralashmasi yoki bir moddaning ikki yoki undan ortiq agregat
holati aralashmasi sistema deb ataladi. Sistemalar ikki xil bo’ladi.
Gomogen sistemalar. Bularga gazlar aralashmasi, suyuqliklar
aralashmasi yoki
eritmalar kiradi.
Geterogen sistemalar. Kimyoviy tarkibi yoki fizik xossalari bilan bir-biridan farq
qiluvchi va sirtlari bilan ajralib turgan yoki bir necha sohalari bo’lgan sistema
geterogen sistema deyiladi.
Gomogen sistemalar bir fazali bo’ladi, geterogen sistemalar ko’p fazali bo’ladi.
Sistemani hosil qilgan moddalar komponentlar deb ataladi. Masalan: muz, suv, gaz
bir komponent uch fazali sistema deyiladi. «Katalizatorlar reaksiya tezligini
o’zgartiruvchi, ammo o ’zi kimyoviy va miqdoriy jihatdan o’zgarmaydigan
moddalardir».
«Reaksiya tezligining katalizator ta'sirida o ’zgarishi «kataliz» deb ataladi». Manfiy
va musbat katalizatorlar mavjud.
K o’p katalitik reaksiyalarda katalizatorlar oraliq mahsulot sifatida ishtirok etadi.
Masalan: NH
3
bilan HCl o’zaro ta'sir etib, ammoniy xlorid hosil qiladi. Bu
reaksiyada suv bug’i yaxshi katalizator vazifasini o ’taydi.
Bunda suv oraliq modda
tarkibiga kiradi, so’ngra ajralib chiqadi.
NH
3
+H
2
O=NH
4
OH ; NH
4
OH+HCHNH
4
Q + H
2
O. Bunday tipdagi reaksiyalarni
umumiy holda quyidagicha ko’rsatish mumkin. A+V=AV ; K- katalizator
A + K = AK ; AK + V = AV + K ; ya'ni A + V = AV.
Barcha katalitik jarayonlar gomogen va geterogen katalizga bo’linadi.
1. Gomogen katalizda reaksiyaga kirishayotgan moddalar ham, katalizator ham bir
xil fazada bo’ladi.
Geterogen katalizda reaksiyaga kirishuvchi moddalar va katalizator boshqa fazada
bo’ladi.
Azot va vodoroddan ammiak sintez qilishda temir katalizator vazifasini o ’taydi.
Sulfid angidrid R katalizatori ishtirokida sulfat angidridga aylanadi.
Bular geterogen
katalizga
kiradi.
Katalizatorning
reaksiyalarni
tezlatishiga
sabab
asosan
quyidagilardir. Reaksiyaga kiruvchi gaz yoki moddalar qattiq katalizator yuzasiga
adsorbillanadi. Buning natijasida ular orasidagi bog’ zaiflashadi, defortatsiyaga
uchraydi. (hatto butunlay uziladi). Har qanday kimyoviy reaksiyaga kirishuvchi
moddalardagi
boglar uzilib, yangi bog'lar hosil bo’lganligidan bu jarayonda m a’lum
energiya sarf bo’ladi. (Molekulalarni energiyasi qisman uzishga sarf qiladi).
Katalizator ta' sirida ichki boglar zaiflashuvi sababli aktivlanish energiyasi kamayadi
va natijada reaksiya tezlanadi.
Katalizatorlar kimyo sanoatida g ’oyat katta ahamiyatga ega. Nihoyatda sekin
boradigan va foydalanish aslo mumkin bo’lmagan reaksiyalar katalitik usullar bilan
olib boriladi. Sulfat kislota, ammiak, spirt, kauchuk kabi muhim mahsulotlar sanoatda
katalitik usullar bilan ishlab chiqariladi.
O ’simlik va hayvon organizmlarida, jumladan inson organizmlarida boradigan barcha
fiziologik jarayonlarning hammasi katalizatorlar yordami bilan boradi.
Organizmdagi katalizatorlar fermentlar yoki ekzimlar deb ataladi.
Ikki qarama-qarshi y o ’nalishda boradigan protsesslar qaytar jarayonlardir.
Qaytar jarayonlar ikki qarama-qarshi strelkalar bilan ko’rsatiladi.
61
(1) mA + nB ^ pC + qD yoki CO2 + H2^ CO + H2O
Birinchi tenglamadan to ’g ’ri va teskari reaksiyalar tezliklari massalari ta'siri
qonuniga asosan quyidagicha bo’ladi.
V
1
= K
1
[A]m ■
[B]n V2= K
2
[C]p [D]q
Qaysi to ’g’ri reaksiyaning tezligi bilan teskari reaksiyaning tezligi o ’zaro teng
bo’lgandagina kimyoviy muvozanat qaror topadi, ya'ni V 1 =V2 : o ’rniga qo’ysak.
K 1[A]m ■
[B]n = K 1[C]p [D]q ana shu holat kimyoviy muvozanat deyiladi.
Bunday
[C]p ■
[D]q
ikki konstanta qiymati ham konstanta
Ki = .........................
K2 [A]m ■
[B]n bo’lganligidan uni K bilan almashtiramiz.
[C]p ■
[D]q
K = ........................
(2) kelib chiqadi. K - ayni reaksiya uchun
[A]m ■
[B]n
kimyoviy muvozanat konstantasi deb ataladi va bu matematik ifoda quyidagicha
ta'riflanadi. “Kimyoviy muvozanat vaqtida reaksiyada hosil bo’lgan moddalar
konsentratsiyalari ko’paytmasining dastlabki moddalar (reaksiyaga olingan moddalar)
konsentratsiyalar ko’paytmasiga nisbati o ’zgarmas haroratda o ’zgarmas kattalikdir”.
K ning qiymati reaksiyaga kirishuvchi moddalarning tabiatiga va haroratiga bog’liq,
lekin
aralashmadagi
moddalarning
konsentratsiyasiga,
bosimga,
begona
qo’shimchalar ishtirok etish etmasligiga bog’liq emas. Katalizator faqat muvozanat
holatining qaror topishing tezlatishi mumkin lekin
reaksiyaning unumini oshira
olmaydi.
Kimyoviy muvozanat kostantasini konkret misol ustida ko’rib chiqaylik.
Vodorod va yoddan vodorod yodid hosil bo’lish reaksiyasi H2 + J2
2HJ bilan
ifodalanadi.
Ki [H
2
] [J
2
]
T o’g’ri reaksiyaning tezligi teskari V 1
V
2
= K
2
[HJ]2
Vaqt o ’tishi bilan V1 kamayib, V2 oshib boradi va m a'lum vaqtdan keyin to ’g ’ri va
teskari reaksiyalar tezligini tenglashgandan keyin (V 1=V2) kimyoviy muvozanat qaror
topadi.
Ki [H2][J2]=K2 [HJ]2
Ki = [HJ]2 / K2 [H2][J2] ; K = Ki/ K2 ; K= [HJ]2/[H2][J2]
Kimyoviy muvozanatda harakat to ’xtamaydi, chunki bu holatda vaqt birligi ichida
to ’g’ri reaksiyada necha molekula HJ hosil bo’lsa, teskari reaksiyada shuncha
molekula HJ elementar H2 va J2 ga parchalanadi.
Agar reaksiyaga kirishuvchi moddalarning bir yoki hammasi gaz holatida bo’lsa,
muvozanat kostantasi parsil bosimlar bilan ifodalanadi.
K = P
r
■P
2
/
p
m
■p
n
s
d
A
B
Shuni qayd qilish kerakki massalar ta'siri qonuni faqat eritmadagi va gaz xolidagi
moddalar uchun taqluqlidir. Agar shu moddalar bilan birgalikda qattiq holdagi
moddalar uchrasa u holda reaksiya tezligi faqatgina
gaz holida erigan moddaning
konsentrasiyasigagina bog’liq bo’ladi, qattiq moddaning konsentratsiyasiga bog’liq
emas.
Masalan:
62
1. Oltingugurtning yopiq kimyo reaksiyasini olsak
S + O
2
^ SO
2
K= [SO
2
] [O
2
]
2.Ohaktoshning parchalanish reaksiyasi
C aC O s^
CaO + CO
2
K = [CO
2
]
[CO]2
3. CO
2
+ C
^ 2CO K=
______
[CO2]
Do'stlaringiz bilan baham: