Xulosa Foydalanilgan adabiyotlar Qaytar va qaytmas jarayonlar. Kimyoviy muvozanat

3.Le Shatelye prinsipi
Kimyoviy muvozanat faqat o‘zgarmas sharoitda saqlanib turadi. Reaksiyaga kirishuvchi komponentlarning konsentrasiyasi, reaksion sistema harorati, bosimi, hajmi o‘zgarsa, mavjud kimyoviy muvozanat buzilib yangi muvozanat holat yuzaga keladi. Ushbu holatda reaksion sistemadagi komponentlarning muvozanat konsentratsiyalari yangi qiymatlarga ega bo‘ladi
Sharoit o‘zgarishi bilan reaksion sistema komponentlari muvozanat konsentrasiyasining o‘zgarishi muvozanatnini siljishi deyiladi. Muvozanatning siljishi 1884 yilda ta'riflangan umumiy qoidaga – Le-Shatelye prinsipiga bo‘ysunadi. Le-Shatelye prinsipi quyidagicha ta'riflanadi:
Muvozanat holatida turgan sistemada biror bir omil (masalan: harorat, bosim yoki konsentrasiya) o‘zgartirilsa, sistemaning muvozanati shu omil ta'sirini kamaytiriruvchi reaksiya tomonga siljiydi.
4. Muvozanatga ta’sir etuvchi omillar.
Agar kimyoviy muvozanatda turgan sistemaga, reaksiyada ishtirok etayotgan moddalardan birortasini qo’shsak, tugri va teskari reaksiya tezliklari o’zgaradi, vaqt o’tishi bilan asta-sekin yana muvozanat qaror topadi. Yangi muvozanat xolatda reaksiyada ishtirok etayotgan hamma moddalarning konsentrasiyalari dastlabki konsentrasiyalardan farq qiladi, lekin muvozanat konstanta o’zgarmay qoladi.
Reaksiya muhiti o’zgartirilmasa, muvozanat holat o’zgarmaydi. Kimyoviy muvozanatga quyidagi parametrlar ta'sir etadi.
1) Reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentrasiyasi.
2) temperatura.
3) bosim (gazsimon moddalar bulsa).
(Katalizator esa fakat reaksiya tezligini uzgartiradi).
Ushbu parametrlarning birortasini o’zgarishi kimyoviy muvozanatni siljishiga olib keladi. Tashqi faktorlar (bosim, temperatura, moddalar konsentrasiyasi) dan birortasini o’zgarishi natijasida muvozanatni qaysi tomonga siljishini Le-Shatelye prinsipi (1884 y) quyidagicha ifodalaydi;
kimyoviy muvozanat holatida turgan sistemada biror tashqi parametrdan biri (temperatura, bosim yoki kinsentrtratsiya) o’zgartirilsa, kimyoviy muvozanat shu o’zgargan ta’sirni kamaytiruvchi reaksiya tomonga siljiydi.
Reaksiyaga ta'sir etuvchi faktorlarni ko’rib chiqaylik.
Tashqi muhitni (bosim, temperatura va moddalar konsentratsiyasini) o’zgartirish orqali muvozanatda turgan sistemaning tarkibini o’zgartirish, ya’ni muvozanatni siljitish mumkin. Muvozanatning siljishi 1884-yilda ta’riflangan umumiy qoidaga – Le Shatelye prinsipiga bo’ysunadi.


1. Konsentrasiyaning ta'siri.
Muvozanatda turgan sistemadagi biron moddaning konsentrasiyasi oshirilsa, sistemada mumkin bo’lgan reaksiyalardan shunday reaksiya kuchayadiki,natijada konsentratsiya oshirilgan modda sarf bo’ladi va kimyoviy modda shu modda sarf bulishi tomonga siljiydi. Masalan,
CO + H = CO + H O
tenglamasi bilan ifodalanadigan muvozanatdagi sistama berilgan bo’lsa, bu sistemaga qo’shimcha CO bersak, sistema CO konsentratsiyasini kamaytirishga intiladi. Aksincha, agar CO ning miqdorini kamaytirsak, sistema uni ko’paytirishga intiladi, ya’ni kimyoviy muvozanat chap tomonga siljiydi.
2. Temperaturaning ta'siri.
Le Shatelye prinsipiga muvofiq, agar muvozanatda turgan sistemaning temperaturasi o’zgarsa, temperature ko’tarilganda sistemaning muvozanati issiqlik yutiladigan, temperatura pasayganda esa issiqlik chiqadigan jarayon tomoniga siljiydi.
Masalan, 2SO +O = 2SO +225,4 kJ tenglama bilan ifodalanadigan muvozanatda turgan sistemani olsak, SO ning hosil bo’lishi ekzotermik reaksiya bo’lib, Le Shatelye prinsipiga muvofiq temperature oshirilganda SO ajraladi, ya’ni muvozanat 2SO = 2SO +O reaksiyasi tomonga siljiydi: aksincha, temperatura pasaytirilganda SO bilan O birikib, SO hosil qiladi, ya’ni muvozanat 2SO + O =2SO reaksiyasi tomon siljiydi.

2. 
   Bosimning ta'siri.
   

Muvozanatdagi sistemaning bosimi oshirilsa, muvozanat xajm kamayadigan ya'ni molekulalar kam hosil bo’ladigan reaksiya tomonga siljiydi. Masalan, ammiak siyetazi reaksiyasida ishtirok etayotgan gazlar nisbati 1:3:2 dan iborat yoki 3H₂ + N₂ = 2NH₃ ya'ni 4 xajm dastlabki gazlardan ikki xajm maxsulot xosil buladi. Binobarin, bosim oshirilganda muvozanat NH₃ hosil bo’lish reaksiyasi tomonga siljiydi.
Agar tenglamaning chap va o’ng tomonidagi molekulalar soni teng bulsa bosimning uzgarishi kimyoviy muvozanatga ta'sir etmaydi. Masalan:
CO₂ + H₂ = CO + H₂O
reaksiyasining muvozanati bosim uzgarganida uzgarmay koladi.
Le-Shatelye prinsipi gomogen sistemalargagina kullanib kolmay, geterogen sistemada uchun xam tadbik yotiladi. Masalan, SO2 ning kaytarilish reaksiyasi:
C + CO₂ = 2CO -172 kJ
Keltirilgan kimyoviy sistemada kattik (uglerod) va gaz (CO va CO₂) fazalar aralashmasi ishtirok etyapti. Demak sistema geterogen. Le-Shatelye prinsipiga kura: a) temperaturaning kutarilishi muvozanatni CO ortishi tomonga siljitadi, chunki CO₂ kaytarilishi ekzotermik prosessdir. b) temperaturani pasaytirsak, muvozanat chap tomonga siljiydi; v) bosimni oshirish muvozanatni xajm kamayadigan reaksiya ya'ni CO₂ xosil bulishi tomonga siljitadi, chunki chap tomonda gazsimon moddadan bir molekula, ung tomonda esa CO molekulasidan ikki molekula mavjuddir. Bu reaksiya muvozanatining matematik ifodasi kuyidagi kurinishga ega:

ya'ni muvozanat fakat gazsimon moddalarning nisbatlariga (konsentrasiyalariga) boglik.
Geterogen sistemada gazsimon moddalarning molekulalar soni uzgarmasa bosim reaksiya muvozanatiga ta'sir etmaydi. Masalan,
MnO+CO = Mn+CO₂
ning muvozanati bosim uzgarishi bilan uzgarmaydi.
Yuqori (1000°, 10000°) temperaturalarda kimyoviy reaksiya tezligi shunchalik katta buladiki, amalda ularni aniklab bulmaydi. Bunda moddalar dissosilanishini kuchayishidan tashkari, juda murakkab moddalar xosil buladi va ularning konsentrasiyasi temperatura kutarilishi bilan ortadi. Masalan, V₂O₅ buglarida V₄O₁₀, V₄O₈, V₄O₁₂ kabi moddalar xosil buladi.
Temperatura kancha yukori bulsa elementlar shuncha uziga xos bulmagan oksidlanish darajalarini namoyon etadi. Bunga sabab yukori temperaturadagi buglar xosil bulishida tuyinmagan valentli radikallarning ishtirok etishidir. Masalan, suv bugida 2000° da H₂, O₂, OH^-, H⁺ va O^2- bundan yukori temperaturada esa, ionlanish maxsulotlari ON^-, N⁺ va O^2- lar buladi.
Bosimni oshirish gazlarning dissosilanish darajasini kamaytiradi. Masalan, 300000 atmosfera bosimda vodorod metall strukturasiga ega bo’ladi.
Kimyoviy muvozanat holatiga temperatura, bosim va ishtirok etuvchi moddalar konsentratsiyasining ta’sirini o’rganihga asoslanib kimyoviy jarayonlardan yaxshi unum olish uchun qanday sharoit yaratish kerakligini aniqlash mumkin. Agar ixtiyorimizdagi reaksiya hajmi kamaysa va issiqlik yutilsa, bunday jarayonda reaksiya unumi maksimal bo’lishi uchun uni yuqori temperature va bosimlarda olib borishga to’g’ri keladi.
Agar jarayon issiqlik chiqarish va hajmning kichiklashuvi bilan borsa, unda jarayondan yuqori unum olish uchun mumkin qadar past temperature va yuqori bosimdan foydalaniladi. Nihoyat, ayni jarayonni qanday sharoitda olib borish masalasini uzil-kesil hal qilishda reaksiya tezligiga ta’sir etadigan faktorlarni ham nazarda tutishga to’g’ri keladi. Masalan, ammiak sintezi:
3H + N = 2NH +92kJ
Yuqori bosim (100-1000 atmosfera) 500-550 gradusda va katalizator (temir) ishtirokida olib boriladi. Sanoatda bu jarayonni yuqori temperaturada olib borish Le Shatelye qoidasiga zid keladi. Lekin temperature pasayganda reaksiyaga kirishuvchi zarrachalarning energiyasi nihoyatda past bo’lishi jarayonini muvozanat holatga kelishini qiyinlashtiradi. Yuqori temperaturada muvozanat holat oson qaror topadi. Lekin hosil bo’lgan ammiakning parchalanishini to’xtatish maqsadida aralashma darhol sovitiladi va chapga boradigan reaksiya tezligi keskin kamaytiriladi. Shu sababli katalizator bilan to’qnashgan H va N aralashmasi kontakt aparatidan chiqarilgan onda kuchli sovitgich hajmiga kiritiladi.
1.Ko’pchilik kimyoviy reaksiyalar qaytar tarzda sodir bo’ladi. Haqiqiy kimyoviy muvozanat harakatchan (dinamik) xususiyatga ega bo’lib, u ikki tomonga keta olishi mumkiin.
2.Kimyoviy muvozanat konstantasining ifodasi masalalar tasiri qonunining ta'rifini aks etiradi. Bu konstanta kimyoviy jarayon uchun juda muxim amaliy ahamiyatga ega. U ma'lum bo’lsa, reaksiyaning unumining hisoblab topish mumkin.
3.Geterogen sistemalarda muvozanat konstanta ifodasiga geterogen sistemadagi faqat gomogen sistema moddalarning konsentrasiyalarigina yoziladi
4.Gaz fazada sodir bo’ladigan reaksiyalarning muvozanat konstantalarini yozishda konsentrasiyalar o’rnida parsela bosimlardan foydalaniladi.
5.Agar muvozanat xolatidagi sistemani tavsiflovchi porametrlar (R,T va S) o’zgarmasa, sistemadagi muvozanat o’zgarmaydi. Muvozanat xolatining o’zgarishi (siljishi) Le Shatele qoidasiga bo’ysunadi.
Kimyoviy reaksiyalarning mexanizmi
Ta’sirlashuvchi moddalarning tabiatiga va sharoitga ko’ra kimyoviy reaksiyalarda atomlar,molekulalar,radikallar va ionlar ishtirok etadi.
Erkin radikallar molekulalarning parchalanishidan hosil bo’lgan qismlardan iborat bo’ladi. Masalan, *OH( H2Omolekulasining qismi), *NH2 ( NH3 molekulasining qismi), *HS (H2S dan hosil bo’lgan), Erkin radikallarga erkin atomlar ham kiradi.
Erkin ragikallarning reaksion qobiliyati juda yuqori , lekin ular ishtirok etadigan reaksiyalarning aktivlanish energiyasi kichik(O-40 kJ/mol).
Erkin radikallar hosil bo’lishi qizdirish, yoritish, yadroviy nurlanish,mexanik ta’sirlar hamda elektr razryadlari ta’siri natijasida yuzaga keladi.
Ionlar ishtirokida ketadigan reaksiyalarning aktivlanish energiyasi 0-80 kJ/mol ni tashkil etadi. Molekulalar ishtirokida ketadigan reaksiyalarning faollanish energiyasi juda yuqori bo’ladi.Masalan, HJ hosil bo’lish reaksiyasining aktivlanish energiyasi 150 kj/mol ga teng.