16.3. Kimyoviy reaksiya tezligi
Kimyoviy reaksiyalarni borish tezligini va mexanizmini kim
yoning bir qismi – kimyoviy kinetika oʻrganadi. Kinetika ikki
boʻlimdan iborat:
• Kimyoviy jarayonlarni borish mexanizmini hisobga olmagan
holda uning tezligini matematik ifodalashni oʻrganish – formal ki
netika;
• Kimyoviy jarayonlarni borish mexanizmlarini oʻrganishga
bagʻishlangan boʻlim – molekular kinetika.
Reaksiyalar gomogen, bir xil fazali (masalan, gaz yoki suyuq
holatdagi moddalar orasida) va geterogen (har xil fazali moddalar
orasida: qattiq va suyuq, gaz hamda suyuq va hokazo) boʻladi. Go
mogen jarayonda reaksiya bir tekisda moddalar joylashgan butun
hajm boʻylab oʻtadi. Geterogen reaksiyalar esa faqat chegara yu
zalarida – fazalar chegarasida oʻtadi.
Ba’zi reaksiyalar juda tez boradi, boshqalar esa juda sekin.
Kimyoviy reaksiya tezligi reaksiyaga kirishayotgan moddalar
ning konsentratsiyasini vaqt birligi ichida oʻzgarishi bilan tavsifla
nadi. Reaksiya tezligi mol/l·sek.yoki mol/l·min. birligida ifodala
nadi. Masalan, A+B↔C+D reaksiya tezligini quyidagicha ifodalash
mumkin. Agar t
1
va t
2
vaqt ichida dastlabki moddalarni birini kon
sentratsiyasini C
1
va C
2
deb qabul qilsak, bu vaqt intervalidagi oʻrta
cha tezlik Vni quyidagicha ifodalash mumkin:
t
C
t
t
C
C
V
∆
∆
±
=
−
−
=
1
2
1
2
Kimyoviy reaksiyalarning tezligiga quyidagi omillar ta’sir koʻr
satadi.
• reaksiyaga kirishayotgan moddalarning tabiati
• konsentratsiya
• harorat
Tibbiy kimyo / 1
353
• katalizator
• bosim (gazlar uchun)
• geterogen reaksiyalarda qattiq moddaning sirt yuzasi
Kimyoviy reaksiya tezligiga ta’sir koʻrsatadigan omillarni quyi
dagi sxema orqali koʻrsatish mumkin:
Kimyoviy reaksiyaning tezligi reaksiyaga kirishuvchi mod
dalarning tabiatiga bogʻliqligi, atom va molekulalarning elektron
strukturasi, ya’ni kimyoviy bogʻning turiga bogʻliqdir. Kovalent
qutbsiz bogʻga ega boʻlgan birikmalar orasidagi reaksiya sekin
(qiyin), qutbli bogʻga ega birikmalar orasida tezroq va ionli bogʻli
birikmalar juda tez reaksiyaga kirishadi.
2H
2
+ O
2
= 2H
2
O oddiy sharoitda juda sekin boradi
ΝH
3
+ HCI = NH
4
CI tez boradi
AgNO
3
+NaCI=AgCI↓+NaNO
3
bir zumda boradi
1-kurs talabalari uchun darslik
354
Gomogen reaksiyalar (qattiq
fazalidan tashqari), geterogen reak
siyalardan tezroq boradi. Geterogen
reaksiyalar tezligi qattiq moddaning
sirt yuzasiga va maydalanish dara
jasiga bogʻliq.
Kimiyoviy reaksiya tezligi reak
siyaga kirishuvchi moddalar (re
agentlar)ning konsentratsiyasiga
boʻgliq. Reaktivlar konsentratsiyasi qancha koʻp boʻlsa, ular oʻr
tasida toʻqnashuvlar soni ham koʻp boʻladi va reaksiya tez boradi.
Masalan, biror modda toza kislorodda (100%) yonganda reaksiya
tezligi havoda yonganga nisbatan ancha tez boradi.
Bemorning nafas olishi qiyinlashsa, atmosferaga nisbatan kis
lorod konsentratsiyasi yuqori boʻlgan gazlar aralashmasi berilishi
lozim. Oʻpkada kislorod molekulalari sonining ortishi uni gemo
globin bilan bogʻlanish tezligini oshiradi. Qon oksigenatsiyasining
darajasi oshsa, bemorning nafas olishi osonlashadi.
Hb(aq) + O
2
(aq) → HbO
2
(aq)
Gemoglobin Kislorod Oksigemoglobin
Reaksiya tezligi reaksiyaga kirishuvchi moddalarning konsen
tratsiyasiga bogʻliqligini Guldberg va Vaage tomonidan ta’riflan
gan (1864–1867y.) massalar ta’siri qonuni ifodalaydi. Oʻzgarmas
temperaturada kimyoviy reaksiyaning tezligi reaksiyaga kirishayot
gan moddalar stexiometrik koeffistiyentlari darajada olingan kon
sentratsiyalarining koʻpaytmasiga toʻgʻri proporsionaldir (massalar
ta’siri qonuni).
nA+mB↔ kC+ cD reaksiyasi uchun
ʋ
1
=Kc
n
(A)c
m
(B) toʻgʻri reaksiya tezligi
ʋ
2
=Kc
k
(C) c
c
(D) teskari reaksiya tezligi
bunda –
n,m,k.c – stexiometrik koeffistientlar
K – kimyoviy reaksiya tezlik konstantasi
Tibbiy kimyo / 1
355
c(A) va c(B) – reaksiyaga kirishayotgan moddalarning molar
konsentratsiyasi
c(C) va c(D) – reaksiyada hosil boʻlgan moddalarning molar
konsentratsiyasi
K – reaksiyaga kirishuvchi moddalar tabiati va haroratga bogʻliq
boʻlib, konsentratsiyaga bogʻliq emas.
Agar c(A)=c(B)=1mol/l yoki c(A)·c(B)=1mol/l boʻlsa, unda
ʋ=K.
Masalan: H
2(r)
+ J
2(r)
↔ 2HJ
(r)
ʋ
1
= Kc (H
2
) · c(J
2
)
2NO
(r)
+ CI
2(r)
=2NOCI ʋ
1
=Kc
2
(NO) · c (CI
2
)
Geterogen sistemada qattiq moddalar toʻliq konsentratsiyasi bi
lan qatnashmagani uchun, reaksiya tezligi qattiq moddaning kon
sentratsiyasiga bogʻliq boʻlmasdan, uning sirt yuzasiga bogʻliqdir:
C
(k)
+ O
2(r)
=CO
2(r)
ʋ=Kc(O
2
)
Massalar ta’siri qonuni faqat bir bosqichli reaksiyalar uchun
taalluqli, ya’ni boshlangʻich moddalar hech qanday oraliq mahsu
lot hosil qilmay, toʻliq reaksiya mahsulotiga aylanadigan reaksi
yalar uchun tegishli. Kimyoviy reaksiya tezligi haroratga bogʻliq.
Yuqori haroratda, reaksiyaga kirishayotgan reagentlar kimyoviy
ta’sirlashuvga uchrashi uchun oʻrtacha energiyadan koʻproq kine
tik energiyaga ega boʻlishi kerak. Bunday energiyaga ega boʻlgan
molekulalar faol molekulalar hisoblanadi. Faqat faol molekulalar
ning toʻqnashuvigina yangi mahsulot hosil boʻlishiga olib keladi.
Haroratning koʻtarilishi faol toʻqnashuvlar soni va reaksiya
tezligining ortishiga olib keladi. Masalan, tana harorati oshganda,
yurak urish tezligi, nafas olish tezligi va metabolik jarayonlar tez
ligi ortadi. Aksincha, temperatura pasayganda reaksiyaning tezligi
kamayadi. Misol uchun, tez buziladigan oziqovqat mahsulotlarni
uzoqroq vaqt saqlash uchun muzlatgichda sovutiladi. Ba’zan, yurak
jarrohligida, tana harorati 28°C gacha tushadi va miya kamroq havo
talab etadi. Shuning uchun, yurak toʻxtab qolishi mumkin.
Harorat oshirilganda koʻpchilik kimyoviy reaksiyaning tez
ligi katta darajada ortadi. Masalan: 2H
2
+O
2
=2H
2
O reaksiya oddiy
1-kurs talabalari uchun darslik
356
sharoitda deyarli bormaydi. Harorat 400°C da 80 kun davom etadi,
500°Cda – 2 soat, 650°C da sekundning minglar ulushida boradi.
Golland olimi VantGoff qoidasiga koʻra, harorat har 10°Cga
koʻtarilganda gomogen reaksiyaning tezligi 2–4 marta ortadi (1884).
2
1
2
1
10
t t
t
t
υ
υ γ
−
=
⋅
ʋt
1
– t
1
haroratdagi reaksiya tezligi
ʋt
2
– t
2
haroratdagi reaksti tezligi
γ – tezlik konstantasi
t
2
va t
1
– boshlangʻich va oxirgi harorat.
Koʻpgina biokimyoviy jarayonlar uchun VantGoffning harorat
koeffitsiyenti 1,5–3 orasida boʻladi. Shuning uchun, biror kasallik
natijasida inson organizmi harorati 36,5°Cdan 39,5°C gacha osh
sa, organizmdagi biokimyoviy jarayonlar tezligi 1,13–1,39 marta,
ya’ni 13–39% ortadi.
Do'stlaringiz bilan baham: |