Ózbekstan respublikasí joqarí HÁm orta arnawlí bilimlendiriw ministrligi nawayí MÁmleketlik kanshilik instituti

XIMIYALÍQ KINЕTIKА HÁM XIMIYALÍQ TEŃ-SALMAQLÍQ
7- Lekciya Ximiyalıq kinetika. Ximiyalıq teńsalmaqlılıq

Gomogen hám geterogen sistemadaǵı ximiyalıq reaksialardıń tezligine tásir etiwshi faktorlar. Massalar tásir nızamı. Reaksiyalardıń tezlik turaqlılıǵı. Reakciya tezligine temperaturanıń tásiri. Vant-Goff qaǵıydası.

Tayansh sózler: gomogen hám geterogen kataliz,kontsentratsiya, ximiyalıq reaksiya tezligi, qaytımsız hám qaytımlı reaktsiyalar,ximiyalıq tepe-teńlik,katalizator,ingibitorlar,teń salmaqlılıq, Le-Shatele printsipi

Teń salmaqlılıq.

Ximiyalıq reaktsiya tezligin ximiyalıq kinetika u’yrenedi. Ximiyalıq reaktsiyanıń tezligi degenimiz-waqıt birligi ishinde reaktsiyaa kirisiwshi zatlardıń kontsentratsiyasınıń ózgeriwi.

Ximiyalıq reaktsiya tezliginiń kólemge baylanıslıı tómendegi teńleme menen kórsetiledi.

Ximiyalıq reaktsiya tezliginiń birligi mol/lsek. Ximiyalıq reaktsiya tezligi reaktsiyalasıwshı zatlardıń kontsentratsiyasına, temperaturaa, qattı zatlardıń maydalanıw dárejesine, katalizatora, aktivleniw energiyasına hám taı da basqa sırtqı faktorlara baylanıslı boladı.

Molekulalar arasında bolatuın hár qanday soqlıısıwlar nátiyjesinde ximiyalıq reaktsiya payda bola bermeydi, tek artıqsha energiyaa iye bolan aktiv molekulalar arasındaı soqlıısıwlar nátiyjesinde ximiyalıq reaktsiyalar payda boladı. Bólekshelerdi aktiv jadaya keltiriw ushın kerek bolan energiya aktivleniw energiyası dep ataladı. Aktivleniw teoriyası D.V.Alekseev, S.Arrenius tárepinen rawajlandı.

Mısalı, 1) 2HI  H₂ + J₂ E_akt = 188 kDj/ mol

2) H₂ + J₂  2HI E_akt = 168 kDj/ mol

E_akt qansha u’lken bolsa, reaktsiya sonshelli áste baradı. Demek, 1 reaktsiya áste baradı. Aktivleniw energiyası reaktsiyada qatnasatuın zatlardıń tábiyatına baylanıslı:

a) eger reaktsiyada qatınastuın eki zatta molekulalardan ibarat bolsa, bunday reaktsiya ushın E_akt = 80-250 kDj/ mol boladı.

b) eger reaktsiyaa kirisip atıran zatlardıń ekeyaide qarama-qarsı zaryadlı ionlar bolsa, aktivleniw energiyası 0-18 kDj/ mol boladı.

v) erkin radikallar qatınasında baratuın reaktsiyalarda aktivleniw energiyası 0-9 E_akt = 168 kDj/ mol boladı.

Ximiyalıq reaktsiya tezliginiń artıwı menen aktivleniw energiyası kemeyedi. Aktivleniw energiyasınıń shaması tómendegi teńleme menen kórsetiledi.

Aktivleniw energiyasınıń tezlik konstantasına baylanıslıı Arrenius teńlemesi menen belgilenedi.

Z-molekulalardıń soqlıısıwlar sanı, e-onlıq logarifm tiykarı, k-tezlik konstantası, E_akt-aktivleniw energiyası, R-universal gaz turaqlısı, T-absolyut temperatura.

Ximiyalıq reaktsiya tezligine kontsentratsiyanıń baylanıslıı Guldberg hám Vaage tárepinen ashılan massalar tásiri nızamına boysınadı. Ol tómendegishe táriyplenedi:

Ximiyalıq reaktsiya tezligi reaktsiyaa kirisiwshi zatlardıń kontsentratsiyalarınıń kóbeymesine tuwrı proportsional Bul nızamnıń matematikalıq kórinisi tómendegishe: eger A hám V zatları reaktsiyaa kirisip atıran bolsa, olardıń reaktsiyaa kirisiw tezligi tómendegishe boladı.

A+ V  C aA +bV sC +dD

=k[A][V] =k[A]^a[V]^b

[A] hám [V] - A hám V zatlarınıń kontsentratsiyaları.

Eger reaktsiyada qattı zatlar qatınasıp atıran bolsa, tezlikti esaplawda qattı zatlardıń kontsentratsiyası esapqa alınbaydı.
Mısalı,

C_(q) + O₂ CO₂

= k[O₂]

Ximiyalıq reaktsiya tezligine temperaturanıń baylanıslıı Vant-Goff qaıydası menen kórsetiledi:

Temperaturanı hár 10⁰Ca kótergende ximiyalıq reaktsiya tezligi 2-4 márte artadı.

-temperaturalıq koeffitsient, ol ximiyalıq reaktsiyanı hár 10⁰S a kótergen-de reaktsiya tezliginiń neshe márte artatuının kórsetedi. Temperaturalıq koeffitsienttiń tezlik konstantasına baylanıslıı tómendegi teńleme menen kórsetiledi.

Ximiyalıq reaktsiya tezligine katalizatordıń tásiri. Katalizator-ximiyalıq reaktsiya tezligin arttıratuın hám reaktsiya aqırında ózi ózgermey qalatuın zat. Katalizator qatınasında baratuın reaktsiyalar katalitik reaktsiyalar dep ataladı.

Katalizator menen reaktsiyaa kirisiwshi zatlardıń tábiyatına baylanıslı kataliz gomogen hám geterogen bolıp ekige bólinedi. Eger reaktsiyalasıp atıran zatlar menen katalizator bir qıylı agregatlıq jadayda bolsa, bunday kataliz gomogen kataliz dep aytıladı.Mısalı,

C₆H_{6(c )}+HNO_{3(c )} C₆H₅NO₂ + H₂O
2SO_{2(g )}+ O_{2(g )} 2SO₃
2KClO_3(q) 2KCl + 3O₂

Eger reaktsiyaa kirisip atıran zatlar menen katalizator hár qıylı agregatlıq jadayda bolsa bunday reaktsiya geterogen reaktsiya dep ataladı.Mısalı,

2SO_{2(g )}+ O_{2(g )} 2SO₃

C₂H_{4(g )} + H_{2(g )} C₂H₆

Katalizator aktivligin arttıratuın zatlar promotorlar dep ataladı. Mısalı. Na₂SO₄ birikpesi V₂O₅ ushın promotor bolıp tabıladı. Katalizator aktivligin páseyttiretuın yamasa joq etetuın zatlar katalitik záhárler dep ataladı. Mısalı, ammiaktıń sintezin temir katalizatorınıń aktivligin páseyttiriw ushın kislorod paydalanıladı, kislorodtıń tásirin joq etiw ushın bolsa bul reaktsiyaa qosımsha azot hám vodorod qosıladı hám bul kislorodtıń katalizatordı záhárlewin toqtatadı.Ayırım katalitik záhárlerdiń tásirin toqtatıw mu’mkin emes. Sonday-aq, katalitik záhárler retinde HCN, As₂O₃ h.t. b. qollanıladı.

Eger katalizator qatınasında reaktsiya tezligi artsa-bunday reaktsiya oń kataliz dep, al katalizator qatınasında reaktsiya tezligi kemeyetuın reaktsiya- teris kataliz dep ataladı. Reaktsiya tezligin kemeyttiretuın hám reaktsiya aqırında ózi ózgerissiz qalatuın zatlar ingibitorlar dep ataladı. Mısalı, temirdiń korroziyaa ushırawın páseytiw ushın ingibitor retinde oan kaltsiy gidrokarbonatı qosıladı. Temirdiń xlorlı vodorod penen okisleniwinde teris katalizator retinde anilin, al vodorodtıń xlor menen reaktsiyasında teris katalizator retinde kislorod paydalanıladı.

Reaktsiya waqtında dáslepki zatlarda ju’retuın hádiyselerdiń tábiyatın názerge alıp, barlıq katalitik protsesslerdi : kislota-tiykarlıq hám oksidleniw-qálpine keltiriwshi katalizler de peki tu’rge ajıratadı.

Kislota-tiykarlıq katalizde aktiv komplekstiń payda bolıwında ayrım protonlar reagentke ótedi yamasa gey waqıtları kerisinshe protonlar reagentlerden katalizatorlara ótedi. Katalizatorlar óziniń dáslepki halına qaytıwında reagentler katalizatorlara proton berip, onı qaytaradı. Mısalı, quramalı efirdiń gidrolizleniw reaktsiyası:

CH₃COOC₂H₅ + H₂O  CH₃COOH + C₂H₅OH

Bul reaktsyada katalizator sifatinda kislota (protonlari) qatnasadi, sonliqtan o`zine protonlardi qosip alg`an quramali efir an`sat gidrolizge ushiraydi.