Zanjir reaktsiyalar kinetikasi Reja: Zanjir reaksiyalar

Zanjir reaktsiyalar kinetikasi

Reja:

• 
  Zanjir reaksiyalar 
  
• 
  Reaksiyalarning tartibi
  
• 
  Aktivlanish nazariyasi
  
• 
  Geterogen reaksiyalar
  

Zanjir reaksiyalar - kimyoviy reaksiyalarning bir turi. Bu reaksiyalarda faol zarra (erkin radikal yoki atom) paydo boʻlishi tufayli boshlangʻich moddaning koʻplab molekulalari ketmaket oʻzgarishlarga uchrab turadi. Yonish, portlash jarayonlari 3. r.ga kiradi. Koʻp kimyoviy reaksiyalar 3. r. tarzida boradi. Maye, xlor va vodorod aralashmasidan yorugʻlik taʼsirida vodorod xlorid hosil boʻlishi 3. r.dir. Molekuladan vujudga kelayotgan xlor atomlari (S12—>2 S1) vodorod molekulalari bilan reaksiyaga kirishadi: O +N2>NS1+ N . Hosil boʻlgan vodorod atomi, oʻz navbatida, xlor molekulasi bilan reaksiyaga kirishadi: N+S12"NS1+S1. Shu tarika, erkin vodorod va xlor atomlari ishtirokida navbatlanuvchi reaksiyalar zanjiri hosil boʻladi, natijada yutilgan har bir yorugʻlik kvantga taxminan 100000 molekula vodorod xlorid vujudga keladi. 3. r. oʻtishi uchun faol zarralar (erkin radikallar yoki atomlar) boʻlishi zarur shartdir, bular molekuladagi bogʻlardan biri uzilganda vujudga keladi, energiya shuning uchun sarf boʻladi. Faol zarralar turli yoʻl bilan (elektr razryadila elektronlarning urilish energiyasi hisobiga, yorugʻlik nuri, rentgen nuri va ionlashtiruvchi boshqa nurlar taʼsir etganda) hosil boʻladi. Issiqlik hisobiga erkin radikallar olish gʻoyatda muqim. Lekin aksari molekulalarning bogʻlanish energiyasi katta boʻlgani uchun 3. r. bir qadar yuksak tralarda roʻyobga chiqadi. 3. r.ni yuqori boʻlmagan tralarda oʻtkazish uchun erkin radikallarni osongina hosil qiluvchi har xil aralashmalar (initsiatorlar) qoʻllaniladi. Maye, sanoatda polimerlash jarayonini roʻyobga chiqarish uchun organik peroksidlar koʻp ishlatiladi, bular parchalanganda faol radikallar vujudga keladi.
Erkin radikallarning oʻzaro reaksiyaga kirishib, erkin molekulalar hosil qilishi (rekombinatsiya reaksiyasi) natijasida 3. r. toʻxtab, zanjir uziladi. Baʼzi faol aralashmalarsekinlashtiruvchi moddalar taʼsirida ham barcha 3. r. toʻxtab qoladi. 3. r.ni batamom toʻxtatish uchun sekinlashtiruvchi moddadan ozgina qushish kifoya (qarang Ingibitorlar).
Baʼzi 3. r.ning ayrim bosqichlarida bittadan ortiq (koʻpincha uchta) yangi erkin radikal vujudga keladi. Ulardan biri zanjirni goʻyo davom ettiradi, boshka ikkitasi esa ikkita yangi zanjirni boshlab, tarmoq tuzadi (tarmoklangan 3. r.). Vodorodning oksidlanishi tarmoqlangan 3. r.ga misol boʻla oladi. Vodorod quyidagi sxemaga muvofiq oksidlanadi: 1) N2+O2> ON+6; 2) 6n+N2^N2O+Y; 3) b+N2^>ON+N va h. k. 1 va 2reak siyalarda ON va N radikallari hosil boʻladi, bular tarmoklanmagan zanjirning rivojlanishini taʼminlaydi, 1reaksiyada kislorod atomi vujudga keladi. U ikkita erkin valentlikka ega boʻlib, 3. r.ga oson kirishadi va ikkita qoʻshimcha radikal (ON va N) hosil qiladi, bular esa zanjirlar — tarmoqni boshlab beradi. Tabiat va texnikada 3. r. gʻoyat katta ahamiyatga ega. Kimyo va neft sanoatida kreking , xlorlash, oksidlash va polimerlash kabi muhim reaksiyalar ham 3. r.dir. Yoqilgʻilar ham 3. r. asosida yonadi. Yadro 3. r.i bilan tarmoklangan 3. r. tabiatan har xil boʻlsa ham koʻp jihatdan birbiriga oʻxshaydi 
Kimyoviy reaksiyalar kinetik jihatdan molekulyarligi va tartibiga ko’ra tasniflanadi. Reaksiyaning molekulyarligi bir vaqtda to’qnashib, kimyoviy reaksiyaga kirishgan molekulalar soni bilan belgilanadi.
Reaksiyalar bu jihatdan bir molekulyar (monomolekulyar), ikki molekulyar (bimolekulyar), uch molekulyar (trimolekulyar) va shu kabi sinflarga bo’linadi.
Bir molekulyar reaksiyalar quyidagi
A → B + C + ... - sxema bilan ifodalanadi.
Masalan: gaz muhitida boradigan reaksiya: φ₂ - 2 reaksiyaning tezligi v = -dc/dt = k_c ga teng. K- reaksiyaning tezlik konstantasi bo’lib, sekund^-1 yoki minut^-1 ga teng.
Bimolekulyar reaksiyalar deb, bir tur moddaning bir molekulasi bir vaqtning o’zida ikkinchi tur moddaning bir molekulasi bilan to’qnashuvi yoki bir turdagi moddaning ikki molekulasi o’zaro to’qnashishi natijasida sodir bo’ladigan reaksiyalarga aytiladi. Bimolekulyar reaksiyaning sxemasi:
A + B → C + D yoki A + A → B + C +... shaklida yoziladi. Vodorod yodidning ajralishi 2HJ→H₂ + J₂ misol bo’la oladi.
Bu reaksiyaning tezligi; dc/dt = KC₁.C₂. Agar C₁ = Cl bo’lsa v = kC₂ bo’ladi.
Bu yerda k ning o’lchami 1³ m^-1 t^-1, bo’lib, l/mol.sek o’lchanadi.
Trimolekulyar reaksiyalarda bir vaqtda bir moddaning uch molekulasi to’qnash keladi.
A + B + C → D + E + F + … yoki 3A → B + C + D...
Bu reaksiyaning tezligi, dc/dt = kC₁ C₂ C₃ C₁ C₂ C₃ dastlabki 1 ⁶m^-1 t^-1 bo’lib l²/mol²*sek da o’lchanadi.
2NO + H₂ = N₂O + H₂O
Trimolekulyar reaksiyaga misol bo’la oladi.