V=k[A]a [B]

2. MUSTAQIL ISH MAVZULARI
2.1. Statsionar (kvazistatsionar) konsentratsiyalar tamoyili va uni kimyoviy reaksiyalarning kinetik tenglamalarini keltirib chiqarishda qo‘llanilishi
Ko‘pchilik reaksiyalarning mexanizmi juda murakkab bo‘lib, bu holat ularning kinetik tenglamalari orqali ifodalanadi. Murakkab ketma-ket reaksiyalarning, masalan, zanjirli reaksiyalar yoki gomogen-katalitik reaksiyalarning yechimi differensial tenglamalarning yechimi bilan bog‘liq. Reaksiyaning bosqichligi ortishi bilan ularni matematik qayta ishlash keskin murakkablashadi. Shuning uchun hisoblash usulida nisbatan mos keladigan kinetik teglamlar qo‘llaniladi. Bu usullardan biri statsionar (kvazistatsionar) konsentratsiyalar usuli bo‘lib, Bodenshteyn tamoyili deb ataladi.
Ko‘plab zanjirli, gomogen-katalitik va boshqa reaksiyalarning borishida oraliq mahsulot (erkin radikallar, karbokation, karboanion kompleks – katalizator-reagent) konsentratsiyasi qiymati uzoq vaqt davomida maksimalga yaqin darajada turadi. Uning asosida statsionar konsentratsiyalar tamoyili kiritilgan bo‘lib, uni quyidagicha ifodalash mumkin: reaksiya boshlangandan keyin malum vaqt o‘tishi bilan beqaror oraliq mahsulot statsionar konsentratsiyasi deyarli o‘zgarmas qiymatga erishadi, yani oraliq mahsulotning hosil bo‘lishi va yo‘qolishi bir xil bo‘ladi.
Bu tamoyil matematik usulda quyidagicha ifodalanadi:
_
Bu yerda S_R – oraliq beqaror R-mahsulot konsentratsiyasi va bunda yuqorida keltirilgan tenglik saqlanadi:

V_R hosil bo‘lish =V_R yo‘qolish.

Keltirilgan tamoyil differensial tenglamalar o‘rniga algebraik tenglamalarni qo‘llashga imkoniyat yaratadi va yondashuvni birmuncha yengillashtiradi.
Statsionar konsentratsiyalar tamoyilini quyida keltirilgan chizma orqali tushuntirish qulayroq (24 rasm).

24-rasm. Statsionar holatni tushuntirishga doir

Ketma-ket reaksiyalar zanjirining statsionar holati o‘zaro tutashtirilgan suv havzalari ish rejimini eslatadi. Oraliq havzalarga qancha suv oqib kirsa shuncha suv oqib chiqadi. Agar bunday bitta oraliq havza yoki bo‘sh yoki to‘lib ketgan bo‘lardi.
Statsionar konsentratsiyalar usulini qo‘llaganda postulotlarni bilish zarur: agar reaksiyaning mexanizmi malum bo‘lsa, uning xohlagan komponent (reagent, mahsulot, oraliq modda) bo‘yicha tezligi, shu komponent qatnashgan (hosil bo‘lgan yoki yo‘qolgan) elementar reaksiyalar (bosqichlar) tezliklarining algebraik yig‘indisiga teng.
Bu yig‘indi azolarining ishorasini aniqlashda komponent sarf bo‘lgan reaksiyaning (bosqichning) tezligi (-), hosil bo‘lganini esa (+) holda yoziladi.
Kimyoviy reaksiyaning (jarayoning) kinetik tenglamasini keltirib chiqarish uchun, uni ketish mexenizmini bilish kerak. Quyida aniq misollarda statsionar konsentratsiyalar usulini qo‘llashga doir misollar keltirilgan.
Misol: Vodorod va xlordan vodorod xlorid sintez qilishning kinetik tenglamasini chiqaring:
Yechish: Н₂+Сl₂ = 2НСl (umumlashgan tenglama) olib borilgan tajribalar asosida bu reaksiya uchun quyidagi mexanizm taklif qilingan:

Elementar Kinetik Tenglama bosqich

Reaksiya
Сl₂ → 2Cl V₁= k₁C_Cl2 (I)
Cl^. +H₂ →HCI +H^. V₂ = k₂C_Cl ·C_H2 (II)
H ̇ +Cl₂ → HCl +Cl ̇ V₃ =k₃C_H· C_Cl2 (III)
H ̇ + HCl → H₂ + Cl ̇ V₄ = k₄C_HCl · C_H (VI)
2Cl ̇ → Cl₂ V₅ = k₅C²_Cl (V)
HCl ni hosil bo‘lish tenglamasi quyidagi ko‘rinishga ega bo‘ladi.
 ⋅
Statsionar konsentratsiyalar tamoyilini qo‘llab (С_{Сl ̇} va С_{Н ̇} kattaliklar uchun tenglama reaksiyaning o‘lchami oson bo‘lgan boshqa ishtirokchilari konsentratsiyasi orqali keltirib chiqariladi (chunki bu zarrachalarning reaksion qobiliyati yuqori bo‘lganligi uchun konsentratsiyasini tajribada aniqlash qiyin).
Statsionar konsentratsiyalar tamoyiliga ko‘ra quyidagiga ega bo‘lamiz.


(2) va (3) tenglamalardan (4) ni hosil qilamiz.

V_{Cl ̇} + V_{H ̇} = V₁ – V₅ = 0

V₁ va V₅ qiymatlarni (4) tenglamaga qo‘yib (5) ga teng bo‘lamiz

V_{Cl ̇} + V_{H ̇} = V₁ – V₅ = k₁C_Cl2 – k₅C²_Cl = 0
bundan k₁C_Cl2 = k₅C²_Cl (6)
(6) tenglamadan Cl ̇ konsentratsiyasi ifodalangan kinetik tenglamani hosil qilamiz.
C_Cl = (k₁/k₅) ^1/2 ·C^1/2_Cl2 (7)
H^º konsentratsiyasini ifodalovchi tenglamani reaksiyaning boshqa komponentlari orqali topish uchun (3) tenglama va statsionar konsentratsiya tamoyilidan foydalaniladi.
V_{H ̇} = V₂ – V₃ – V₄ = k₂C_H2 C_Cl – k₃C_{H ̇} C_Cl2 – k₄C_HClC_{H ̇} = 0 (8)

k₃C_{H ̇} C_Cl2 + k₄C_HCl C_{H ̇} = k₂C_H2 C _{Cl ̇} (9)

qayta guruhlash natijastda esa

(7) tenglamani hisobga olgan holda

(7) va (11) tenglamalarni (1) ga qo‘yib

hosil qilamiz.

2k₂(k₂/k₅)^1/2=k ва k₄/k₅=k₁

Deb olib oxirgi tenglamani keltirib chiqaramiz

Xulosa qilib shuni aytish kerakki olingan (13) tenglama tajriba bilan olingan tenglamaga to‘liq mos keladi.

Quyida ushbu usulni qo‘llab kimyoviy reaksiyalarning nazariy kinetikasini chiqarishni o‘rganish maqsadida har xil reaksiyalar uchun statsionar konsentratsiyalar usulidan foydalanishga misol va masalalar keltirilgan.