V=k[A]a [B]

Hisoblash bo‘yicha masalalar.

Integral kinetik tenglamalar moddalarning boshlang‘ich konsentratsiyasi, reaksiyaning tezlik doimiysi va vaqt orasidagi bog‘liqlikni ko‘rsatadi. Bundan foydalangan holda bir necha kinetik kattaliklarni, masalan a) malum vaqt oralig‘ida reagentni necha foizi reaksiyaga kirishganini; b) agar moddaning boshlang‘ich konsentratsiyasi malum bo‘lsa uning qiymatini malum darajaga kamaytirish vaqtini; v) malum vaqt o‘tgandan keyin moddaning konsentratsiyasini hisoblash mumkitn. Quyida shunga o‘xshash hisoblashlar keltirilgan.
Masalan: insektitsidning 12 ⁰С da suvdagi gidroliz reaksiyasi birinchi tartibli bo‘lib, tezlik doimiysi 1,45 yil-¹. Jala paytida uning malum qismi daladan yuvilib ko‘lga tushadi va uning konsentratsiyasi 5,0·10^-7 g/sm³ ga teng bo‘ladi.
a) bir yil o‘tgandan keyin insektitsidning ko‘odagi miqdorini:
b) insektitsid konsentratsiyasi ko‘lda. 3.0·10^-7 g/sm³ gacha kamayishi uchun kerak bo‘ladigan vaqtni hisoblang.
Yechish: a) birinchi tartibli reaksiyalar uchun integral tenglama qo‘llaniladi:

masala shartiga ko‘ra

B) bunda ham masala shartini hisobga olgan holda birinchi tartibli reaksiya uchun integral kinetik tenglamani qo‘llaymiz:

Bundan vaqt uchun quyidagi ifodani topamiz:

2. 
   Amaliy qism. Saxarozaning gidrolizlanish reaksiyasi kinetikasini o‘rganish va tezlik doimiysini aniqlash
   

Saxaroza quyidagi tenglama bo‘yicha glyukoza va fruktozaga gidrolizlanadi.
С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆
saxaroza D-glyukoza D-fruktoza
Katalizatorsiz reaksiya deyarli ketmaydi kislotalar ishtirokida esa tezlashadi (maxsus kislotali kataliz).
Jarayonning mexanizmi quyidagicha: birinchi bosqichda muvozanatga tez erishiladi. Kompleksning Н₂ va mahsulotlarga aylanishstadiyasi tezlikni limitlovchi bosqichi hisoblanadi. Reaksiyaning borishida suvning konsentratsiyasi deyarli o‘zgarmaydi va uni hisobga olmasa ham bo‘ladi. Saxaroza va gidroksoniy ioni (Н₂О⁺) bo‘yicha reaksiya birinchi tartibli hisoblanadi. Katalizator konsentratsiyasi reaksiyaning borish jarayonida o‘zgarmas. Bunda psevdobirinchi tartibli reaksiyaning tezlik doimiysi quyidagi ko‘rinishga ega bo‘ladi:

С₀ va С-saxarozaning boshlang‘ich va oxirgi konsentratsiyalari.
Saxaroza va uning gidrolizi mahsulotlari asimmetrik uglerod atomiga ega bo‘lib, optik faollik nomoyon qladi, yani bu moddalarning eritmalaridan chiziqli qutublangan yoruqlik o‘tkazilganda qutblanish tekisligining burilishi kuzatiladi: saxaroza nurni chapga bursa, mahsulotlar eritmasi esa o‘ngga buradi.
Eritmalar uchun qonunga binoan qutblanish tekisligining burulish burchagi (α) va faol moddaning konsentratsiyasiga (С) to‘g‘ri proporsional.
a =[a]·d·C
Proporsionallik koeffitsentini ([α]) graduslarda, d-dm, С esa –g/ml (g/sm³) larda ifodalansa, u holda proporsionallik koeffitsenti solishtirma burilish deyiladi va moddaning burish xususiyatini tavsiflaydi, hamda harorat, to‘liq uzunligi va eritmaning tabitatiga bog‘liq bo‘ladi. 20 ⁰S da natriyli spektrning D sariq chizig‘i λ=589,3 nm, saxarozaning suvli eritmasi uchun [α] =52,7 ⁰S, fruktoza uchun esa [α] = -92 ⁰С. Fruktoza chapga kuchli burganligi uchun gidroliz jarayonida burilish burchagi manfiy qiymatigacha kamayadi. Shu sababli bu reaksiyani inversiya-qayta burilish deyiladi. Optik faol moddalar aralashmasi uchun burchak burilish aralashma tarkibidagi har bir komponent burchak burilishlarining algebraik yig‘indisiga teng.
Yuqorida keltirilgan qonuniyatlarni saxarozaning gidrolizlanish jarayoniga qo‘llash uning konsentratsiyasi bilan burchak burilishi nisbatlarini olishga imkon beradi. Burchak burilishini reaksiya boshlanishida α₀, tugashida esa α00 bilan belgilasak, integral kinetik tenglama quyidagicha bo‘ladi.

Undan kelib chiqadigan kinetik tenglama saxarozaning gidrolizlanish reaksiyasi tezlik doimiysini hisoblashda qo‘llaniladi.
k=l/t·ln[(a₀ – a ͚ )·(α – α ͚ )]
Bu ish polyarimetrda fizik-kimyoviy usulni qo‘llashga misol bo‘ladi. Burchak burilishi polyarimetr yordamida aniqlanadi.
Ishni bajarilishi va hisoblashlar: reaksiya tugagandan keyin burchak burilishini aniqlash uchun quyidagilar bajariladi: 250 ml hajmga ega bo‘lgan kolbada 20% li saxaroza eritmasi tayyorlanadi, 250 ml 2 n xlorid kislota eritmasi bilan aralashtiriladi va bir sutka davomida saqlanadi. Bunda saxarozani gidrolizi oxirigacha bordi deb hisoblanadi.
Polyarimetrik trubka 2-3 marta chayiladi. So‘ngra trubka ( nayga) vertikal holda ushlab turilib qabariq hosil bo‘lguncha eritma bilan to‘ldiriladi. Yonidan quruq shishani surish orqali trubka bekitiladi va uning ustidan qopqoq burab qotiriladi. Bunda trubkada havo pufagi qolmasligi kerak. Burchak burilish α_∞ aniqlanadi, u manfiy qiymatga ega bo‘ladi. Chunki reaksiya tugagandan keyin eritmada faqat glyukoza va fruktoza bo‘ladi va ular nurni chapga buradi. Saxarozaning ml% li yangi eritmasi tayrlanadi. Boshqa hajmi ml kolbada n li xlorid kislota eritmasi bo‘ladi. Ikkala eritma aralashtiriladi ( bu vaqt reaksiyaning boshlang‘ich vaqti sifatida belgilab qo‘yiladi), trubkani tez 2-3 marta chayqab uni yuqorida keltirilgan usul bilan to‘ldiriladi va tezda burchak burilishi o‘lchanadi, so‘ngra dastlab 40-50 sekunddan keyin va 5-10 minutdan keyin, reaksiya tugashidan oldinroq esa har 20-30 minutlardan keyin burchak burilishi 2-3 martadan o‘lchanadi. Vaqt oraliqlarini har doim saqlamasa ham bo‘ladi, chunki ikkita burchak burilishi orasidagi farq malum darajada bo‘lishi kerak. Burchak burilishlari eritmada har uchala modda, yani saxaroza-glyukoza-fruktozalar bo‘lganda aniqlanadi. Aytaylik t1 vaqt ichida saxarozaning V₁ qismi tasirlashmay qoldi. Burchak burilishi o‘sha qolgan qismi bo‘yicha o‘lchanadi va u α₀V₁ ga teng (bu yerda: α₀ boshlang‘ich burchak burilishi). Ikkinchi tomondan mahsulot inversiyasining ulushi I- V₁. Reaksiya tugagandan keyin burchak burilishi α₀₀ ga teng bo‘lishi mumkin, t₁ vaqt momentida esa uning qiymati α_∞0 (I- V₁). Ga teng.
α₁ = α₀ V₁ + α ͚ (1 – V₁)
Bunda
V₁ = (α₁ – α ͚ ) (α₀ – α ͚ )
Inversiyalanmagan saxarozaning t₁ va t₂ vaqtdagi konsentratsiyasi mos ravishda С₀V₁ va С₀V₂ bo‘ladi. Shuning uchun yuqorida keltirilgan psevdobirinchi tartibli reaksiya tenglamasi asosida quyidagi hisoblash ifodasiga ega bo‘lamiz:

Agar α₁=α₀ da t₁ =0 va α₂=α₁ da t₂=t bo‘lsa. quyidagi ifoda kelib chiqadi.

Bu formula bilan saxarozaning gidrolizlanish
Reaksiyasining tezlik doimiysi hisoblanadi.
Boshlang‘ich burchak burilishini, yani saxaroza bilan xlorid kislota aralashtirilgan paytdagi burchak burilishini aniqlash juda qiyin. Shuning uchun quyidagi usuldan foydalaniladi: 1g(α₁-α₀₀) ning vaqtga to‘g‘ri chiziqli bog‘liqlik grafigi chiziladi. Chiziq kordinata o‘qi bilan kesishguncha davom ettiriladi va kesib o‘tish nuqtasidan boshlanish nuqtasigacha bo‘lgan qiymati saxaroza inversiyasining tezlik doimiysini aniqlash formulasiga qo‘yiladi.

1g(α₁-α₀₀) ning vaqtga bog‘liqliqligi
1g(α₁-α₀₀) ning vaqtga bog‘liqliq tajriba natijalari jadvalga tushiriladi.

Taj. tartibi	Reaksiya vaqti, min	Topilgan burilish burchagi, бt	бt – б ͚	lg(бt – б ͚)	k	б ͚
1 2 3 4 5

Bunda: saxaroza konsentratsiyasi- %

Katalizator (НСl) konsentratsiyasi – М.
Tajriba harorati - ⁰С
Bundan tashqari tezlik doimiysini topishning grafik hisoblashlari ham amalga oshiriladi. Buning uchun yuqorida keltirilgan 1g(α₁-α₀₀) ning vaqt funksiyasi (t)ga bog‘liqlik nisbatan burchak qiyaligi te\angensining teskari ishora bilan olingan qiymatiga teng. t=0 holatida ordinata o‘qini kesib o‘tishidan hosil bo‘lgan kesma va chizmani (grafikni) ekstrapolyarizatsiya qilish bilan topilgan qiymatlar asosida boshlang‘ich burilish burchagi (α₀) qiymati topiladi va uni k=1/t·ln(С⁰/С) formula asosida topilgan qiymatlar bilan solishtiriladi.
Tajriba asosida tezlik doimiysining o‘rtacha qiymati (K_o‘r) topiladi va uni grafik asosida topilgan qiymatibilan solishtirish natijasida nisbiy va absalyut xatoliklar hisoblanadi.