V – Ma’ruza. Kimyoviy kinеtika va kimyoviy muvozanat

"avtokataliz"

 deyiladi.  M:  permanganat  ion  MnO

4 

-

 bilan 

boradigan (pH < 7) oksidlanish - qaytarilish reaksiyalari avval sekinrok borib, bir 

oz vaqtdan so`ng juda tezlashib ketadi:

 

MnO

4

- 

+  8H

+ 

+  5e

-

 

 Mn

2+

 +  4H

2

O  Chunki,  reaksiya  natijasida  hosil 

bo`luvchi  Mn

2+

 ioni  katalizator  vazifasini  bajarib,  reaksiyani  tezlashuviga  sabab 

bo`ladi.

 

Ko`pchilik  hollarda  katalizator  nima  sababdan  reaksiya  tezligini  oshiradi 

degan  savol  turadi.  Bu  savolga  javob  berish  uchun  katalitik  reaksiyalarning 

energetik xususiyatlari va mexanizmini bilish zarur.

 

12-rasmga  e`tibor  berilsa,  A  +  V 

 AV  reaksiya  bormaydi.  Chunki  bu 

reaksiyaning  E

akt

 juda  katta  qiymatga  ega.  Agar  ularga  katalizator  qo`shilsa,  bu 

moddalardan  biri  katalizator  bilan  (E

akt

 ancha  kichik  bo`lgani  uchun)  juda  tez 

reaksiyaga  kirishib,  A+K  --E

1 

 AK  moddasi  oralik  mahsulotni  hosil  qiladi. 

Keyingi bosqichda AK - oraliq mahsulot V moddasi bilan ta`sirlashadi:

 

AK + B 

 [B... A - - - K] 

 AB + K

 

aktiv kompleks

 

AB  -  asosiy  mahsulotni  hosil  qiladi  va  katalizator  erkin  holda  katalizator 

ajaralib  chiqadi.  Bu  reaksiyaning  ham  aktivlanish  energiyasi  juda  kichik,  shu 

sababli reaksiya juda tez amalga oshadi.

 

Demak,  katalizatorning  asosiy  vazifasi  reaksiyalarning  aktivlanish 

energiyasini kamaytirishdan iborat.

 

Buning isboti sifatida quyidagi dalillarni keltirish mumkin.

 

2HJ 

 H

2

 + J

2

 reaksiyani tahlil etib ko`raylik.

 

Agar reaksiyada katalizator ishlatilmasa E

akt

 = 168 kj/mol. Agar katalizator - 

Au (oltin) bo`lsa, E

akt

 = 105 kj/mol; agar katalizator – Pt (platina) bo`lsa, E

akt

 = 59 

kj/mol bo`ladi.

 

Katalizator  "selektivlik"  (tanlovchanlik)  xossasiga  ega.  Chunki,  aynan  2  ta 

bir  xil  modda  o`rtasida  boruvchi  katalitik  reaksiyada  katalizatorlarni  o`zgartirish 

bilan turli reaksiya mahsulotlari hosil qilish mumkin:

 

---

 

         Umuman, katalitik reaksiyalarning kinetik tenglamasidan kelib chiqqan holda

 

 

ifodasini  e`tiborga olsak, E

akt

 qiymati  eksponensialning  manfiy  ishorali  darajasida 

turibdi.  Shunga  ko`ra  har  qanday  reaksiyaning  E

akt

 qiymatining  ozgina  kamayishi 

K-ning qiymatini keskin ortishiga, boshqacha aytganda reaksiya tezligini ortishiga 

olib keladi.

 

Shunday  moddalar  ham  borki,  ularning  o`zlari  katalizatorlik  qila 

olmasalarda, 

biror 

katalizatorning 

aktivligini 

oshiradilar. 

Bunday 

moddalarni 

"promotor"

 lar  deb  aytiladi.  M:V

2

O

5

 katalizatorning  promotori 

Na

2

SO

4

 tuzidir.

 

Aksincha,  katalizator  aktivligini  keskin  kamaytirib  yuboruvchi  moddalar 

"katalizator zahari" deyiladi. Bular - HCN, As

2

O

3

, SO

2

 va boshqa moddalar.

 

O`zaro  ta`sirlashuvchi  moddalarning  tabiatiga,  "elementar  akt"  da 

qatnashuvchi  zarrachalar  (atom,  molekula,  radikallar,  ionlar)  holatiga  ko`ra 

quyidagi reaksiya turlari mavjud.

 

Oddiy  reaksiyalar

 -  bu  molekulalar  o`rtasida  boruvchi  kimyoviy 

o`zgarishlardir:

 

N

2

 + 3H

2

 

 2NH

3

 

CaO + CO

2

 

 CaCO

3

 

2NO + Cl

2 

 

 2NOCl

 

2KCl + PtCl

4

 

 K

2

[PtCl

6

]

 

Bunday  reaksiyalar  valentliklari  to`yingan  zarrachalar  o`rtasida  borib, 

ularning aktivlanish energiyasi (E

akt

 = 150-450 kj/mol) juda yuqori bo`lgani uchun 

ancha qiyinchilik bilan sodir bo`ladi va maxsus sharoitlarda boradi.

 

Aksariyat  hollarda  moddalar  erituvchida  eritilib,  reaksiya  eritmada  boradi. 

Eritmada  moddalar  ionlarga  parchalangani  uchun  ionlar  o`rtasida  o`zaro 

ta`sirlashuv E

akt

 < 80 kj/mol bo`lgani uchun juda tez boradi. Masalan:

 

Ag

+

 + Cl

-

 

 AgCl      va

 

Va

2+

 + SO

4

2-

 

 BaSO

4

 

Ba`zi  hollarda:  elektrorazryad,  qizdirish,  nurlanish  va  mexanik  ta`sir 

natijasida  moddalar  elektron  chiqarishi  tufayli  molekulyar  ionlar  hosil  bo`ladi. 

Bunday reaksiyalar juda tez boradi. M:

 

H

2

O + J

 

 H

2

O

+

 + e

-

        va

 

CH

4 

+ J 

 CH

4

+

 + e

-

 

J - ionlanish uchun zarur bo`lgan energiya.

 

Yuqoridagi  ta`sirlar  natijasida  molekulalar  tarkibidagi  bog`larni  hosil 

qiluvchi  elektronlar  jufti  ikkala  atomlar  o`rtasida  teng  taqsimlanmaydi.  Bu 

geterolitik parchalanish deyiladi. Shunday reaksiyalar ham borki, ularda kimyoviy 

---

bog`ni  hosil  qilgan  elektron  jufti  atomlar  o`rtasida  teng  taqsimlanadi,  ya`ni 

gomolitik ajralish natijasida valent to`yinmagan aktiv zarrachalar - radikallar hosil 

bo`ladi.  Ko`pchilik  reaksiyalar  radikal  mexanizmida  boradi  va  bu  reaksiyalar 

(E

akt

 < 40 kj/mol) juda tezlik bilan boradilar.

 

Radikallar hosil bo`lishiga misollar: H