3-bob. KIMYOVIY REAKSIYA TEZLIGI VA ERITMANING
ION KUCHI
3.1. nazariy qism
3.1.1. Birlamchi tuz effekti. Brensted-Byerrum
Tenglamasi
Suyuq fazada boradigan reaksiyalar quyidagi tenglama bilan ifodalanadi:
Аz + Вz ⇄ (Аz Вz) → P А va B –ionlar g-ionlarning zaryadi Р- maxsulot
Reagentlar-tasirla- aktivlangan reaksiya
shuvchi ionlar kompleks maxsuloti
Barcha reaksiyalar tezligi kompleksining konsentratsiyasiga to‘g‘ri proporsional.
Kompleksning konsentratsiyasi ionlar va oraliq birikalar o‘rtasidagi muvozanatga qarab aniqlanadi: yani
Bu yerda, “а” va “γ” – faollikva faollik koefitsentlari.
Faollik koeffitsentining qiymati Debay-Xyukkel nazariyasiga ko‘ra suyultirilgan eritmalar uchun quyidagi tenglama bo‘yicha aniqlanadi:
lg γ = - Ar12 (3.3)
Bu yerda, J-eritmaning ion kuchi.
Ion kuchi quyidagi tenglama bilan aniqlanadi.
J=1/2Σ Ci Zi2 (3.4)
Demak, faollik koeffitsiyentining qiymati eritmaning ion kuchiga bog‘liq ekan. Binobarin, (3.2) tenglamada
С(Аz Bz)=K(γAz γBz/γ (Az Bz) CAz CBz (3.5)
Kelib chiqadi, (3.5) tenglamani (3.1) tenglamaga qo‘yilsa quyidagi hosil bo‘ladi:
V=k1 K (γ Az γ Bz / γ (A z Bz) ) CAz CBz (3.6)
Agar faollik koeffitsiyentlari tajriba davomida o‘zgarmasa, u holda tezlik doimiysini qo‘llash mumkin:
k = k1K(γAz γBz /γ(Az Bz)) = K0(γ Az γ Bz / γ (A z Bz) ) (3.7)
bu yerda, K0- cheksiz suyultirilgan eritmalardagi reaksiyaning tezlik doimiysi.
Reaksiya o‘tkazilayotgan eritmaga faollik koeffitsiyenti qiymatini o‘zgartiruvchi moddalar (elektrolitlar) qo‘shish o‘zaro tasirlashuvchi ionlar uchun iajribada aniqlangan tezlik doimiysi qiymatining o‘zgarishiga olib keladi.
Birlamchi tuz effekti –eritmada o‘tkazilayotgan reaksiya tezlik doimiysining o‘zgarishidir. Bunda elektrolitning konsentratsiyasini o‘zgartirish natijasida reagentlar va oraliq birikma (faol kompleks)ning faollik koeffitsenti o‘zgaradi. (3.7) tenglamaga (3.3) tenglamani qo‘yib va uni logarifmlab quyidagini hosil qilamiz:
lg k= lgk0 + lg (γ Az γ Bz / γ A z Bz )= lgk0 – A[ZA2 + ZB2 – (ZA + ZB)2] (3.8)
bundan, lgk = lgk0 +zAzAzB (3.9)
Suv uchun 25 0С да А=0,51 ga yetng bo‘lib, (3.9) tenglama soddalashadi va quyidagi holga keladi:
lgk = lgk0 +zAzB (3.10)
(3.9) va (3.10) tenglamalar Brensted-Byerrum tenglamalari deyiladi va birlamchi tuz effektini ifodalaydi. (3.10) tenglamani quyidagicha yozish mumkin:
Lg(k/k0)=zAzB (3.11)
Eritmalardagi har xil zarrachalarning turlicha tasirlashuv holari va ular uchun Brensted-Byerrum tenglamasini qo‘llashni ko‘rib chiqamiz.
O‘zaro tasirlashuvchi moddalar: A- molekula, z=0, B- istalgan ishoradagi ion.
Masalan, CH3COOC2Y5 +OH ‾ → C2H5OH +CH3COO‾
Bunday reaksiyalar uchun ZAZB =0 va (10) tenglama quyidagi ko‘rinishda bo‘ladi.
lgk = lgk0 (3.12)
2. tasirlashuvchi moddalar: А – (+1) zaryadli ion, В –(+1) zaryadli ion.
Masalan:
NO2COOC2H5 ‾+ OH‾ → N2O + CO32 ‾ +C2H5OH
Bunday reaksiyalar uchun ZAZB =+1 va (3.10) tenglama ko‘rinishda bo‘ladi.
lgk = lgk0 + (3.13)
3. Tasirlashuvchi moddalar: A-(+1) yoki (-1) zaryadli ion, В-(+2) yoki (-2) zaryadli ion. Masalan:
S2O82‾+ 2J‾ → J2 +2SO42 ‾
Bunday reaksiyalar uchun ZAZB =+2 va (3.10) tenglama quyidagicha ifodalanadi:
lgk = lgk0 +2 (3.14)
4. Tasirlashuvchi moddalar: А-(+2) yoki (-2) zaryadli ion, В-(2) yoki (-2) zaryadli ion. Masalan:
2[Co(NH3)5Br]2+ + Hg2+ + 2H2O →2[Co(NH3)5(H2O)]3+ + HgBr2
Bunday tipdagi reaksiyalar uchun ZAZB =4 va (3.10) tenglama quyidagi holga keladi:
lgk = lg k0 +4 (3.15)
5. Tasirlashuvchi moddalar: А-(+1) zaryadli ion, В-(-1) zaryadli ion. Masalan:
H2O2 + 2H+ + 2Br‾ → 2H2O + Br2
Bunday tipdagi reaksiyalar uchun ZAZB =-1 va (3.10) tenglama quyidagi ko‘rinishga keladi:
lgk = lgk0 - (3.16)
6. Tasirlashuvchi moddalar: А-(+2) zaryadli ion, В-(-1) zaryadli ion. Masalan:
[Co(NH3)5Br]2+ + OH‾→ [Co(NH3)5OH]2+ + Br ‾
Bunday reaksiyalar uchun ZAZB =-2 va (3.10) tenglama quyidagicha ifodalanadi:
lgk = lgk0 +2 (3.17)
5-rasmda yuqorida ko‘rib chiqilgan hollar uchun lg(k/k0) - √J bog‘liqlik grafigi keltirilgan. Rasmdan va (3.10) tenglamadan ko‘rinadiki. Ion kuchining reaksiya tezlik doimiysi tasiri ZAZB ko‘paytmaning qiymati va belgisi bilan aniqlanadi. Bir xil zaryadlangan ionlar tasirlashganda va ZAZB >0 bo‘lganda (2-4 holatlarda). Eritma ion kuchining ortishi reaksiya tezligining ortishiga olib keladi. Bunda reaksiya tezligining (tezlik kostantasining) ortishi qanchalik yuqori bo‘lsa, o‘zaro tasirlashuvchi ionlar zaryadi ham shunchalik katta bo‘ladi. Qarama-qarshi ionlar tasirlashsa va ZAZB <0 bo‘lsa (5,6 holatlar), ion kuchining ortishi reaksiya tezligining kamayishiga olib keladi va reaksiya tezligining kamayish darajasi qanchalik yuqori bo‘lsa, tasirlashuvchi ionlar zaryadi shunchalik yuqori bo‘ladi.
Rasmdan yana shu narsa kuzatiladiki, agar tasirlashuvchi zarrachalardan hech bo‘lmaganda birortasining zaryadi 0 bo‘lsa (1-holat) muhit ion kuchining o‘zgarishi reaksiya tezlik doimiysiga tasir ko‘rsatmaydi.
Rasm. Eritmada boradigan reaksiya tezlik doimiysi logarifmasining (lgk/k0)ion kuchiga (√I) bog‘liqlik grafigi ZA ZB qiymati quyidagicha:
1. – (+4); 2. – (+2); 3. – (+1);
4. – (0); 5. – ( - 1); 6. – ( - 2 ).
0>
Do'stlaringiz bilan baham: |