3. Koordinatsion gomogen –katalitik reaksiya (katalizator-reaksion muhitda eruvchan kompleks birikma).
4. Gaz fazasidagi gomogen –katalitik reaksiyalar (katalizator kimyoviy faol gazlar: NO, NO2, Br2 va ayrim boshqa moddalar). Bunday reaksiyalarga misol sifatida gaz fazasidagi katalizator- NO2 ishtirokida SO2 ni SO3 gacha katalitik oksidlanishini keltirish mumkin. Bu reaksiya katalizatorsiz juda sekin boradi, NO2 ishtirokida tezlik birmuncha ortadi. Bunga sabab katalizator ishtirokida reaksiya yo‘nalishi o‘zgaradi, yani faollanish energiyasi pastroq, ketishi qulay bo‘lgan yo‘nalish bo‘yicha ketadi:
2О2+2NO2→2О3
(reaksiya katalizatorsiz juda sekin ketadi) Gaz fazasidagi katalizator ishtirokida reaksiya yangi yo‘nalish bo‘yicha boradi.
2О2+2NO2→2О3+2NO
2О2+2NO2→2NО2
(bu bosqisda katalizator regeneratsiyalanadi)
Yangi yo‘nalishdagi ikkala tenglama umumlashtirilsa yuqoridagi tenglama hosil bo‘ladi:
2О2+2NO2→2О3 (tez ketadi)
5. Fermentativ kataliz (katalizatorlar-turli xil fermentlar yoki biokatalizatorlar).
regeniratorda SO ni to‘liq yoqishga erishish uchun asosiy katalizator tarkibiga maxsus qo‘shimchalar (alyuminiy oksidiga 0,05-0,1% yuttirilgan platina) qo‘shilib, koksning to‘liq yonishiga erishiladi va atmosferaga SO 5.2. Amaliy qism.
Murakkab efirning kislotali gidrolizi
Byuretka yoki o‘lchov pipetkasi yordamida 250 sm3 hajmli quruq kolbaga 1,0 M xlorid kislota eritmasidan 200 sm3 olinadi. Kolba tiqin bilan zich yopiladi va 25minut termostatda (harorat o‘qituvchi tomonidan belgilanadi) ushlab turiladi. Kolba termostatda berilgan haroratga kelguncha kislota konsentratsiyasi aniqlanadi. Buning uchun kislotadan 20 sm3 dan 2 ta namuna olinadi va 1,0 M li NaOH eritmasi bilan titralanadi. Indikator sifatida fenolftaleindan foydaliniladi. NaOH sarfi bo‘yicha V01 ning o‘rtacha qiymati olinadi va xlorid kislota konsentratsiyasi (Ck) hisoblnadi.
Ikkiga stakanga 30 sm3 dan distillangan sovuq suv solinadi (reaksiyani to‘xtatish uchun). Byuretka 1,0 М li ishqor eritmasi bilan to‘ldiriladi (byuretka yuqorisi natron ohagi bilan bekitiladi). Termostatdan kolba tez olinadi va unga o‘lchov pipetkasi yordamida taxminan 5 sm3 efir quyiladi. Kolba tiqin yordamida bekitiladi, eritma yaxshilab aralashtiriladi va yana termostatga quyiladi. Aralashtirish reaksiyaning boshlangan vaqti deb qabul qilinadi. Reaksion aralashmadan titrlash uchun pipetka yordamida 20 sm3 qism olinadi (kolba termostatda qoldiriladi) va 30 sm3 sovuq suvli stakanga quyiladi. So‘ngra fenolftalein (indikator) ishtirokida ishqor bilan titrlanadi. Titrlash natijalari olingan qismni sovuq suvda suyultirilgan vaqtga to‘g‘ri keladi. Reaksiya boshlangandan namuna olishgacha bo‘lganvaqt 6, 13, 25, 45, 75, 120 va 180 min. Bo‘lishi tavsiya qilinadi. Vaqt ortishi bilan reaksiya tezligi sekinlashadi, shuning natija olish vaqti ham ortib boradi.
Reaksiyani to‘liq oxiriga yetkazish uchun reaksion aralashma 1 soat davomida issiq suvli (900С atrofida) termostatda ushlab turiladi, keyin esa tajriba o‘tkazish haroratigacha sovutiladi va titrlanib oxirgi natija olinadi.
Birinchi tartibli reaksiyaning tezlik doimiysi (k) quyidagi tenglama yordamida topiladi:
k=(1/t) ln С0/С (1)
bu yerda С0 va С- efirning boshlang‘ich va oraliq titrlash paytidagi konsentratsiyasi.
Reaksiya tenglamasiga muvofiq efirning gidrolizi natijasida hosil bo‘lgan organik kislota miqdori tasirlashuvchi efir miqdoriga teng. Titrlash uchun olingan namuna hajmi va ishqor titri doimiy. t=0, t va reaksiya amalda tugagan vaqtda t ͚ olingan qismni titrlash uchun ketgan ishqor hajmini mos ravishda V0, Vt va V ͚ deb belgilaymiz. Unda С0 V ͚ - V0 ayirmaga, С ͚ esa V ͚ - V ayirmaga teng bo‘ladi va (1) tenglama quyidagiga teng bo‘ladi.
k=(1/t) ln [(V ͚ - V0) / (V ͚ - V)] (2)
Bundan ko‘rinadiki hisoblash uchun V0 ning qiymatini bilish zarur. Buning uchun toza kislotani (V01) titrlashda olingan natijalardan foydalanimiz:
V0= V0 1· 200/(200+q) (3)
Bunda q- efirning olingan hajmi sm3,
k qiymatini hisoblashni grafik usulda ham olib borish mumkin. Chunki
ln (V ͚ - V) = - k t+ln (V ͚ - V0) (4)
k ni topish uchun ln (V ͚ - V) – t koordinatalar grafigidagi egridan foydalaniladi.
Bu hisoblash usulida V0 qiymatini bilish talab qilinmaydi. Undan tashqari V0 ni t=0 bo‘lganda grafikdan ordinata o‘qini kesib o‘tganda hosil bo‘lgan kesma bo‘yicha ham topish mumkin. Н+ ioni katalizatori ishtirokida tezlik doimiysi quyidagi tenglama bo‘yicha hisoblanadi V=k Cef; k=kH+ CH+ CH20= const);
V=kH+ CRCOOR1·CH+;
Bunda kН+ - Н+ ioni ishtirokidagi kationning tezlik doimiysi. СН+=const bo‘lganligi uchun, VН =kН+·СН+ (5). Efir qo‘shilishini hisobga olgandagi Н+ konsentratsiyasi quyidagi tenglama yordamida hisoblanadi:
H+ =CK·200/(200+q) (6)
5.3. O‘z-o‘zini tekshirish uchun misol, masala va savollar
1. Gomogen katalizatorni reaksiya tezligini oshirishdagi tasirning mohiyati nimada?
2. Gomogen –katalitik reaksiya tezligi gomogen katalizatorning reaksiyadagi boshlang‘ich konsentratsiyasiga bog‘liqmi? Nima uchun?
3. Gomogen-katalitik reaksiyaning qanday turlari mavjud?
4. Kislota –asosli gomogen-katalitik reaksiyalarning klassifikatsiyalanishini keltiring.
5. Spetsifik kislotali katalizda katalizator sifatida qanday moddalar qo‘llaniladi?
6. Umumiy asosli katalizda katalizator sifatida qanday moddalar qo‘llaniladi?
7.Oksidlanish-qaytarilish gomogn-katalitik reaksiyalar mexanizmining mohiyati nimada?
8. Qanday reaksiyalar gaz fazadagi gomogen –katalitik reaksiyalarga kiradi? Misollar keltiring. Katalizning bu turida katalizator sifatida qanday moddalar qo‘llaniladi?
9. Spetsifik kislotali kataliz ishtirokida ketadigan olefinlar gidratsiyalanish reaksiyasi mexanizmining sxemasini keltiring.
10. gomogen katalizning geterogen katalizdan asosiy farqi nimada?
11. Gomogen katalizda oraliq modda deganda nima tushuniladi? Oraliq modda vazifasini qanday zarrachalar bajaradi?
12. Gomogen katalizator (I ˉ ionlari) ishtirokida borayotgan vodorod peroksidning parchalanish gomogen –katalitik reaksiyasining faollanish energiyasi 56,6 kj/mol ga teng, katalizator ishtirokisiz esa 75,4 kJ/mol, 320 K da katalizator ishtirokida reaksiya tezligi katalizator ishtirokisiz borayotgan reaksiyasi tezligiga nisbatan necha marta ortiq bo‘lishini aniqlang.
13. Н+ va ОН ˉ ionlari (aniqrog‘i Н3О+ va ОНˉ ionlari) ishtirokida spetsifik kislota-asos katalizi usulida borayotgan tasirlashayotgan moddalarga nisbatan 1 tartibli bo‘lgan reaksiyalarning tezligi ifodasini yozing. k0 –reaksiyaning katalizator ishtirokisiz tezlik doimiysi. KН+ - reaksiyaning kislotali eritmadagi (yani Н+ ionlari qatnashgandagi) tezlik doimiysi; kОН – ishqoriy eritmadagi (yani ОН – ionlari ishtirokidagi reaksiyaning tezlik doimiysi:
14. Gomogen va geterogen katalizda katalizator tasirini tushuntirishda qanday umumiylik bor?
15. Н2О2 parchalanish reaksiyasi gomogen katalitik bo‘lib, I ˉ ioni katalizatorligida ikki bosqichli mexanizm asosida boradi:
1) Н2О2(suvli)+ I ˉ(suvli) =Н2О(suyuq) + IО ˉ (suvli) (limitlovchi bosqich)
2) Н2О2(suvli)+ IО ˉ(suvli) =Н2О(suyuq) +О2+I ˉ (suvli) (tez ketadigan bosqich)
Н2О2 ning katalitik va nokatalitik parchalanishini reaksiyasini yuqoridagi mexanizm bo‘yicha ifodalang.
16. Atsetilenni bromlash reaksiyasida mineral kislotalar katalizator vazifasini bajaradi. Bu reaksiya gomogen-katalitik reaksiya hisoblanadi:
CH3COCH3 + Br2 = CH3COCH2Br + HBr.
Reaksiya tartibi va tezlik doimiysi oddiy usullar bilan topishda sistemaning uch komponentidan ikkitasini konsentratsiyasi doimiy o‘zgarmas holda saqlangan holda qator tezliklar o‘lchanadi, olingan natijalar quyidagicha:
Atseton konsentratsiyasi, mol/l
|
Brom konsentratsiyasi, mol/l
|
H+ konsentratsiyasi, mol/l
|
Bromning sarflanish tezligi, mol/s
|
0.30
0.30
0.30
0.40
|
0.05
0.10
0.05
0.05
|
0.05
0.05
0.10
0.20
|
5,7·10 – 5
5,7·10 – 5
1,14·10 – 4
3,04·10 – 4
|
Berilgan reaksiya uchun tezlik doimiyni xisoblang.
Do'stlaringiz bilan baham: |