Maqsad:

kimyoviy reaksiya tezligining reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasiga, haroratga, katalizator mavjudligiga bog‘liqligini aniqlash va qaytar kimyoviy reaksiyalar bo‘lgan tizimlarda kimyoviy muvozanat sharoitlarini hisoblash bilan bog‘liq tajriba masalalarini yechish.

Nazariy masalalar

1. Gomo- va geterogen reaksiyalar tezligi.

2. Bir jinsli sistemadagi tezlik uchun massalar ta’siri qonuni.

3. Tezlik konstantasi. Uning jismoniy ma'nosi.

4. Reaksiya tezligining haroratga bog'liqligi. Vant-Xoff qoidasi.

5. Kataliz haqida tushuncha.

6. Qaytariladigan va qaytmas kimyoviy reaksiyalar.

7. Kimyoviy muvozanat. Muvozanat konstantasi. Uning jismoniy ma'nosi.

8. Kimyoviy muvozanatning siljishi. Le Chatelier printsipi.

Kimyoviy kinetika vaqt bo‘yicha kimyoviy jarayonlarning borishini o‘rganadi.

Kimyoviy reaksiya tezligi n – reaksiya fazosining birlik hajmida Dt vaqt birligida reaksiyaga kirishuvchi yoki reaksiyada hosil bo‘lgan Dn moddaning miqdori. n

Gomogen reaksiya - butun hajmda sodir bo'ladi, reaktivlar va reaktsiya mahsulotlari bir xil fazada.

Birlik hajmdagi moddaning miqdori Dn/V - bu C ning molyar konsentratsiyasi.

Keyin gomogen reaksiyaning o'rtacha tezligi:

Bir jinsli reaksiya tezligini o'lchash birligi mol l -1 s -1.

Geterogen reaktsiya - reaksiya fazalar chegarasida sodir bo'ladi, reaktivlar va (yoki) reaktsiya mahsulotlari turli fazalarda bo'ladi.

Geterogen reaktsiya uchun tezlik reagentlarning aloqa yuzasiga bog'liq - fazalar interfeysi maydoni S.

Geterogen reaksiyaning o'rtacha tezligi

Geterogen reaksiya tezligining o'lchov birligi mol m -2 s -1 dir.

Tezkor reaktsiya tezligi- ma'lum bir vaqtda konsentratsiyaning o'zgarishi, ya'ni. cheksiz kichik vaqt oralig'ida dt

Kimyoviy reaksiya tezligi har doim ijobiy bo'ladi. Plyus belgisi “+” yoki “–” Dn miqdoridagi oʻzgarish ijobiy yoki manfiy ekanligini, yaʼni reaksiya jarayonida modda hosil boʻlganligini yoki isteʼmol qilinganligini bildiradi.

Reaksiya tezligi reaktivlarning tabiatiga, ularning konsentratsiyasiga, haroratiga va katalizator mavjudligiga bog'liq.

Ommaviy harakatlar qonuni: Bir hil reaksiya tezligi stexiometrik koeffitsientlarga teng quvvatda qabul qilingan reaksiyaga kirishuvchi moddalarning molyar konsentrasiyalari mahsulotiga proportsionaldir.

aA + bB → cC + dD v= k[A] a [B] in, bu erda k - tezlik konstantasi.

Reaksiya tenglamasida stexiometrik koeffitsienti katta bo'lgan moddaning konsentratsiyasi ortishi bilan tezlik ko'proq darajada oshadi.

Reaksiya tezligi harorat oshishi bilan ortadi, chunki molekulalarning tezligi oshadi va shuning uchun o'zaro ta'sirga olib keladigan faol to'qnashuvlar soni ortadi. Reaksiya tezligining haroratga bog‘liqligi Vant-Xoff qoidasi bilan ifodalanadi: v 2 = v 1 ∙g (t 2 - t 1)/10, bu erda

v 1 - boshlang'ich haroratda reaktsiya tezligi t 1 ;

v 2 – t 2 haroratdagi reaksiya tezligi

g – harorat koeffitsienti, uning qiymati 2 ÷ 4.

bilan reaksiya tezligi ortadi kataliz- ariza katalizator- reaktsiyani tezlashtiradigan, lekin o'zaro ta'sir qilmaydigan modda. Katalizator kimyoviy muvozanatni o'zgartirmaydi, balki uning tezroq erishishiga olib keladi, oldinga va teskari reaktsiyalarni teng darajada tezlashtiradi. Katalizator miqdori reaktivlarga qaraganda ancha kam. Bir jinsli kataliz (katalizator moddalari bir fazada) va geterogen (turli fazalarda) mavjud.

Qaytariladigan reaktsiyalar- oldinga (®) va teskari () yo'nalishlarda bir vaqtning o'zida sodir bo'ladigan kimyoviy reaktsiyalar.

Kimyoviy muvozanat- to'g'ridan-to'g'ri va teskari reaktsiyalar tezligi teng bo'lgan, reagentlar va reaktsiya mahsulotlarining konsentratsiyasi doimiy bo'lgan tizimning holati.

Muvozanat konstantasi– reaksiya mahsulotlarining muvozanat konsentrasiyalari ko‘paytmasining reaksiyaga kirishuvchi moddalarning muvozanat konsentrasiyalari hosilasining tenglamadagi stexiometrik koeffitsientlar kuchiga nisbatiga teng va to‘g‘ridan-to‘g‘ri reaksiya tezligi necha marta katta ekanligini ko‘rsatadi. teskari reaktsiya tezligidan ko'ra.

aA + bB « SS + dD,

yoki gazlar uchun , Qayerda R- qisman bosim.

Muvozanat konstantasi haroratga, reaksiyaga kirishuvchi moddalarning tabiatiga bog'liq va ularning konsentratsiyasiga bog'liq emas. K c >>1 da reaksiya reaksiya mahsulotlarining yuqori hosilini beradi, K c da<<1 выход продуктов мал, преобладают исходные реагенты.

Tizimning kamida bitta parametrining o'zgarishi muvozanatning buzilishiga, kontsentratsiyalarning o'zgarishiga va boshqa muvozanat qiymatlari bilan yangi muvozanatning o'rnatilishiga olib keladi, ya'ni. muvozanatning o'zgarishi.

Le Chatelier qoidasi: agar muvozanatda bo'lgan sistemaga tashqi ta'sir ko'rsatilsa, u holda tizimning muvozanati bu ta'sirni zaiflashtiradigan reaktsiya tomon siljiydi.

1 va 2 tajribalarda reaksiyaning bir jinsli bosqichida H 2 SO 4 kislotasi ta'sirida turli konsentratsiyali natriy tiosulfatning parchalanish tezligi va haroratga bog'liqligini o'rganamiz.

Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + S + H 2 O + SO 2.

Na 2 S 2 O 3 va H 2 SO 4 oʻzaro taʼsirlashganda bir zumda beqaror tiosulfat kislota H 2 S 2 O 3 hosil boʻladi, u ishlab chiqarish vaqtida oʻz-oʻzidan parchalanib, oltingugurt dioksidi SO 2 va erkin oltingugurt S ni hosil qiladi.

Butun jarayonning tezligi ushbu eng sekin bosqichning tezligi bilan belgilanadi: H 2 S 2 O 3 → H 2 SO 3 + S

Olingan oltingugurt suvda yomon eriydi, shuning uchun jarayonni ikki bosqichga bo'lish mumkin:

bir hil - oltingugurt eritmada, oltingugurt kontsentratsiyasi to'yingandan kamroq va

heterojen - oltingugurt cho'kadi, to'yingan konsentratsiyadan oshib ketadi.

Oltingugurtning to'yingan kontsentratsiyasiga (kritik aralashtirish nuqtasi) erishilganda, eritmada opalessensiya paydo bo'ladi - yorug'lik tarqalishining keskin oshishi (shaffof eritma loyqalana boshlaydi).

Bir hil reaksiya tezligi v=C m /Dt, bu erda

Dt – 1 tomchi H 2 SO 4 qo‘shilgandan to opalessensiya paydo bo‘lguncha reaksiya vaqti.

C m – Na 2 S 2 O 3 ning molyar konsentratsiyasi.

Tajribada 3 katalizator - mis sulfat CuSO 4 - natriy tiosulfat Na 2 S ta'sirida temir (III) tiosiyanat Fe(SCN) 3 ning temir (II) tiosulfat Fe(SCN) 2 ga qaytarilish tezligiga ta'sirini o'rganamiz. 2 O 3 .

2Fe(SCN) 3 + 2Na 2 S 2 O 3 → Na 2 S 4 O 6 + 2Fe(SCN) 2 + 2NaSCN

Bu reaksiyada ishtirok etuvchi barcha moddalardan faqat Fe(SCN) 3 rangli bo'lib, eritmada qon qizil rangga bo'yalgan. Eritma rangining yo'qolishi reaksiyaning tugashini ko'rsatadi.

Reaksiya tajribasidan oldin darhol temir tiosiyanat olamiz

Tajribada 4 Biz teskari reaktsiya misolida konsentratsiyaning o'zgarishi bilan kimyoviy muvozanatning o'zgarishini o'rganamiz:

FeCl 3 + 3KSCN → Fe(SCN) 3 + 3KCl

Qizil rangga ega bo'lgan temir (III) tiosiyanat Fe(SCN) 3 kontsentratsiyasining o'zgarishi reaktsiya massasining rang intensivligining o'zgarishiga olib keladi va muvozanatning qaysi tomonga siljishi haqida xulosa chiqarish imkonini beradi.

Amaliy vazifa:

1. Reaksiyalar uchun reaksiya tezligi ifodasini yozing:

2NO(g) + Cl 2 (g) → 2NOCl(g)

CaCO 3 (k) → CaO (k) + CO 2 (g)

2. 2NO(g) + O 2 (g) → 2NO 2 (g) reaksiya tezligi qanday o'zgaradi?

reaksiya idishining hajmini 5 marta kamaytirsak?

3. H 2 (g) + Cl 2 (g) → 2HCl (g) tizimida muvozanat = 0,025 mol/l, = 0,09 mol/l da o'rnatilgan bo'lsa, xlor va vodorodning dastlabki konsentrasiyalarini aniqlang.

Bosim va haroratning oshishi reaksiyalar muvozanatiga qanday ta'sir qiladi?

2 H 2 (g) + O 2 (g) → 2H 2 O (g), Q>0

C(k) + CO 2 (g) → 2CO(g), Q<0

4. Haroratning pasayishi sistemadagi kimyoviy muvozanat holatiga qanday ta’sir qiladi (u buzilmaydi; chapga yoki o‘ngga siljiydimi)?: 2NO+O 2 →2NO 2, ∆H.<0.

5. Muvozanat bosim ortib borishi bilan va sistemada qaysi tomonga (to'g'ridan-to'g'ri yoki teskari reaksiyaga) siljiydi: 4Fe(k)+3O 2 (g)→2Fe 2 O 3 (k).

Kimyoviy kinetika kimyoviy reaksiyalar tezligini oʻrganuvchi kimyo boʻlimi. Kimyoviy reaktsiyalar har xil tezlikda (soniyaning kichik qismlaridan o'n yillargacha va uzoqroq vaqt oralig'ida) sodir bo'lishi mumkin. Reaktsiya tezligi masalasini ko'rib chiqishda bir jinsli va geterogen reaktsiyalarni farqlash kerak. Bir hil tizimlar bir fazadan iborat (masalan, har qanday gaz aralashmasi) va heterojen– bir necha fazalardan (masalan, muzli suv). Bosqich- tizimning boshqa qismlaridan interfeys orqali ajratilgan qismi bo'lib, o'tish paytida xususiyatlarning keskin o'zgarishi sodir bo'ladi.

Bir hil reaksiya tezligi- tizimning birlik hajmida vaqt birligida reaksiyaga kirishadigan yoki hosil bo'ladigan moddaning miqdori. Geterogen reaksiya tezligi- fazaning birlik yuzasiga (yoki qattiq jismning sirtining o'lchamini aniqlash qiyin bo'lganda, qattiq fazaning massasi, hajmi) reaksiyaga kirishadigan yoki reaksiya davomida hosil bo'lgan moddaning miqdori:

v homog =; v heterog =. Bular. bir hil reaksiya tezligi sifatida belgilash mumkin reaksiyaga kirishuvchi yoki reaksiya jarayonida hosil boʻladigan har qanday moddalar konsentratsiyasining vaqt birligida sodir boʻladigan oʻzgarishi.

Ko'pgina kimyoviy reaktsiyalar teskari, ya'ni ular to'g'ri va teskari yo'nalishda sodir bo'lishi mumkin. Qaytariladigan reaktsiyani ko'rib chiqaylik:

Oldinga va teskari reaktsiyalar tezligi Reagentlar konsentratsiyasi bilan quyidagi tenglamalar bilan bog'langan:

v x.r., pr =k pr [A] a ×[B] b va v x.r. arr =k arr [C] c ×[D] d

Vaqt o'tishi bilan reagentlar iste'moli tufayli oldinga siljish tezligi pasayadi A Va IN va ularning konsentratsiyasining pasayishi. Aksincha, mahsulotlar to'planganda teskari reaktsiya tezligi BILAN Va D ortadi. Shuning uchun ma'lum vaqtdan keyin to'g'ri va teskari reaktsiyalarning tezligi bir-biriga teng bo'ladi. Kimyoviy muvozanat deb ataladigan modda va energiya oqimi bo'lmagan tizim holati o'rnatiladi. Barcha qaytariladigan jarayonlar to'liq davom etmaydi, faqat muvozanat holatiga o'tadi, bu holatda v x.r. pr = v x.r. arr. quyidagicha:

k pr /k arr =[C] c ×[D] d / [A] a ×[B] b =K

Qayerda K- kimyoviy muvozanat konstantasi, bu reaktivlarning harorati va tabiatiga bog'liq, lekin ikkinchisining konsentratsiyasiga bog'liq emas. Bu muvozanat reaktsiyasi aralashmasining tarkibini hisoblash imkonini beruvchi massa ta'siri qonunining matematik ifodasidir.

Reaksiya tezligiga ta'sir qiluvchi eng muhim omillar:

1. Reaksiyaga kiruvchi moddalarning tabiati;

2. Reaksiyaga kiruvchi moddalarning kontsentratsiyasi;

3. Harorat omili;

4. Katalizatorlarning mavjudligi.

Ayrim hollarda geterogen reaksiyalar tezligi reaksiya sodir bo'ladigan sirt yaqinidagi suyuqlik yoki gazning harakat intensivligiga ham bog'liq.

1) Reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasining ta'siri. Kimyoviy reaksiya tenglamasini umumiy shaklda keltiramiz: aA+bB+…=, keyin v ch.r. =k[A] a [B] b mohiyatan matematik yozuvdir ommaviy harakatlar qonuni, 1864-1867 yillarda K. Guldberg va P. Vaage tomonidan eksperimental ravishda kashf etilgan. Ushbu qonunga muvofiq, doimiy haroratda v, ch.r. reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentrasiyalari koʻpaytmasiga proportsional boʻlib, har bir konsentratsiya mahsulot tarkibiga berilgan moddaning formulasi oldida koʻrsatilgan koeffitsientga teng darajada kiradi. reaksiya tenglamasi. Reaksiya tezligi konstantasining qiymati (k) reaksiyaga kirishuvchi moddalarning tabiatiga, haroratga va katalizatorlarning mavjudligiga bog'liq, lekin moddalarning konsentratsiyasiga bog'liq emas.

2) Bog'liqlik v x.r. harorat va reaksiyaga kirishuvchi moddalarning tabiati haqida.Faollashtirish energiyasi E a (kJ/molda) - molekulalarning to'qnashuvi yangi moddaning hosil bo'lishiga olib kelishi uchun bo'lishi kerak bo'lgan ortiqcha energiya. E va turli reaksiyalar har xil. Bu omil v ch.r.ga reaksiyaga kirishuvchi moddalarning tabiatiga ta'sir qiladi. . Agar E a<40 кДж/моль (т.е. мала), то скорость такой реакции велика (например, ионные реакции в растворах, протекающие практически мгновенно). Если Е а >120 kJ/mol (ya'ni juda muhim), unda bunday reaktsiyaning tezligi ahamiyatsiz bo'ladi (masalan, ammiak sintezi reaktsiyasi N 2 + 3H 2 = 2NH 3 - yuqori qiymatlar tufayli oddiy T dagi bu reaktsiyaning tezligi ​ning E a shunchalik kichikki, uni ko'rish mumkin oqish deyarli mumkin emas).

1889 yilda mashhur shved kimyogari Arrenius eksperimental ma'lumotlardan tezlik konstantasini harorat va aktivlanish energiyasiga bog'lovchi tenglamani yaratdi. Keyinchalik bu tenglama nazariy asoslandi. Arreniusga ko'ra, tezlik konstantasi haroratga eksponensial bog'liqdir: k=k max ×exp(-E a /RT), bu yerda R universal gaz konstantasi 8,31 J/mol×K ga teng; k max - reaktiv molekulalarning barcha to'qnashuvlari faollashganda, nol faollanish energiyasida yoki cheksiz yuqori haroratda tezlik konstantasining maksimal mumkin bo'lgan qiymatini bildiruvchi eksponensial omil. Arrhenius tenglamasi ko'pincha logarifmik shaklda qo'llaniladi: lnk=lnk max -E a /RT.

V h.r.ni oshirish. ortib borayotgan harorat bilan odatda xarakterlanadi reaksiya tezligining harorat koeffitsienti- tizim harorati 10 darajaga ko'tarilganda ko'rib chiqilayotgan reaksiya tezligi necha marta oshishini ko'rsatadigan qiymat. Har xil reaksiyalar uchun harorat koeffitsienti (g) har xil. Oddiy haroratlarda ko'pgina reaktsiyalar uchun uning qiymati 2 dan 4 gacha (ya'ni g hr = 2-4 marta) oraliqda bo'ladi.

Katalizatorlar reaksiyada iste'mol qilinmaydigan, lekin uning tezligiga ta'sir qiluvchi moddalardir. Katalizatorlar ta'sirida reaksiya tezligini o'zgartirish hodisasi deyiladi kataliz, va bu reaktsiyalarning o'zi katalitik. Katalizatorning harakati kimyoviy o'zaro ta'sirning faollashuv chegarasining pasayishi bilan bog'liq, ya'ni. faollashtirish energiyasining pasayishi. Katalizatorlar ta'sirida reaktsiyalar millionlab yoki undan ko'p marta tezlashishi mumkin. Bundan tashqari, katalizatorlarsiz ba'zi reaktsiyalar umuman sodir bo'lmaydi. Katalizatorlar sanoatda keng qo'llaniladi.

Farqlash bir hil Va heterojen kataliz. Da bir hil kataliz katalizator va reagentlar bir fazani (gaz yoki eritma) hosil qiladi va qachon heterojen kataliz– katalizator mustaqil faza sifatida tizimda. Cr 2 O 7 2-, WO 4 2- va hokazo katalizatorlar ishtirokida vodorod peroksidning suv va kislorodga parchalanishi bir jinsli katalizga misol bo'la oladi. Geterogen katalizga misol sifatida oltingugurt dioksidining kontakt yordamida trioksidga oksidlanishini keltirish mumkin. metallurgiya ishlab chiqarishining chiqindi gazlaridan sulfat kislota olish usuli: SO 2 +0,5O 2 +H 2 O=(kt)=H 2 SO 4.

Saytdan qidirish:

2KIMYOVIY KINETIKA VA KIMYOVIY MUVOZANAT

2.1 KIMYOVIY REAKSIYALAR KINETIKASI

Kimyoviy reaktsiyalar har xil tezlikda sodir bo'ladi. Ulardan ba'zilari soniyaning kichik qismlarida (portlash) to'liq yakunlanadi, boshqalari daqiqalar, soatlar, kunlar va uzoq vaqt davomida amalga oshiriladi. Bundan tashqari, xuddi shunday reaktsiya ba'zi sharoitlarda (masalan, yuqori haroratda) tez va boshqalarida (masalan, sovutishda) sekin davom etishi mumkin. Bundan tashqari, bir xil reaksiya tezligidagi farq juda katta bo'lishi mumkin.

Reaktsiya tezligi masalasini ko'rib chiqishda bir jinsli va geterogen reaktsiyalarni farqlash kerak. Ushbu tushunchalar bilan faza tushunchasi chambarchas bog'liq.

Bosqich tizimning boshqa qismlaridan interfeys orqali ajratilgan qismi boʻlib, oʻtish jarayonida xossalari keskin oʻzgaradi.

Faza hajmida bir hil reaktsiya sodir bo'ladi [masalan, vodorod va kislorodning suv bug'ining hosil bo'lishi bilan o'zaro ta'siri: H 2 (g) + O 2 (g) → H 2 O(g)] va agar reaksiya heterojen bo'lsa, u fazalar interfeysida sodir bo'ladi [masalan, uglerod yonishi: C(s) + O2(g) → CO 2 (g)].

Gomogen reaksiya tezligi - faza hajmining birligi uchun vaqt birligida reaksiyaga kirishadigan yoki hosil bo'lgan moddaning miqdori:

Qayerda n- moddaning miqdori, mol; V- faza hajmi, l;τ - vaqt; BILAN- konsentratsiya, mol/l.

Geterogen reaksiya tezligi - fazaning birlik yuzasiga birlik vaqt ichida reaksiyaga kirishadigan yoki hosil bo'lgan moddaning miqdori:

Qayerda S- faza interfeysining maydoni.

Gomogen reaksiya tezligiga ta'sir qiluvchi eng muhim omillar quyidagilardir: reaksiyaga kirishuvchi moddalarning tabiati, ularning konsentratsiyasi, harorati va katalizatorlarning mavjudligi.

Reaksiya tezligining reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasiga bog'liqligi. Molekulalar o'rtasida reaktsiya ular to'qnashganda sodir bo'ladi. Shuning uchun reaksiya tezligi reaksiyaga kirishuvchi moddalar molekulalari duch keladigan to'qnashuvlar soniga proportsionaldir. Har bir boshlang'ich moddalarning konsentratsiyasi qanchalik yuqori bo'lsa, to'qnashuvlar soni shunchalik ko'p bo'ladi. Masalan, reaksiya tezligi A + B→ A va B kontsentratsiyalarining mahsulotiga mutanosib:

v = k · [A] · [B],

Qayerda k- reaksiya tezligi konstantasi deb ataladigan proportsionallik koeffitsienti. Ma'noli qiymat k reaksiyaga kirishuvchi moddalar kontsentratsiyasi 1 mol/l bo'lgan holat uchun reaksiya tezligiga teng.

Bu nisbat ifodalanadi ommaviy harakatlar qonuni Bu qonun qonun deb ham ataladi mavjud wt. : Doimiy haroratda kimyoviy reaksiya tezligi reaksiyaga kirishuvchi moddalar kontsentratsiyasining mahsulotiga toʻgʻridan-toʻgʻri proportsionaldir.

Ko'pincha, reaktsiya uchta reaksiyaga kirishuvchi zarralarning bir vaqtning o'zida to'qnashuvi natijasida yuzaga keladi. Masalan, reaktsiya

2A+B → A 2 B

uch karra to'qnashuv orqali davom etishi mumkin:

A+ A + B→ A 2 B

Keyin, massa ta'siri qonuniga muvofiq, reaksiyaga kirishuvchi moddalarning har birining konsentratsiyasi reaksiya tenglamasidagi koeffitsientga teng darajaga reaktsiya tezligining ifodasiga kiritiladi:

v = k · [A] · [A] · [B] = k · [A] 2 [B]

Massalar ta'siri qonuni tenglamasidagi darajalar yig'indisi deyiladi reaktsiya tartibi. Masalan, ikkinchi holatda reaktsiya uchinchi darajali (ikkinchi - A moddasiga nisbatan va birinchi - B moddasiga nisbatan).

Reaksiya tezligining haroratga bog'liqligi. Agar molekulalar orasidagi to'qnashuvlar sonini hisoblash natijalaridan foydalansak, to'qnashuvlar soni shunchalik katta bo'ladiki, barcha reaktsiyalar bir zumda sodir bo'lishi kerak. Bu qarama-qarshilikni reaksiyaga faqat ma'lum energiyaga ega bo'lgan molekulalar kirishi bilan izohlash mumkin.

Molekulalarning to'qnashuvi yangi modda hosil bo'lishiga olib kelishi uchun ega bo'lishi kerak bo'lgan ortiqcha energiya deyiladi. faollashtirish energiyasi (2.1-rasmga qarang).

2.1-rasm - A va B boshlang'ich moddalardan AB mahsulotining hosil bo'lish reaksiyasining energiya diagrammasi. Agar A va B molekulalarining to'qnashuv energiyasi dan katta yoki teng bo'lsa. faollashtirish energiyalari E a , keyin energiya to'sig'i bartaraf etiladi va reaktsiya koordinatasi bo'ylab harakat sodir bo'ladi r boshlang'ich materiallardan mahsulotgacha. Aks holda A va B molekulalarining elastik to'qnashuvi sodir bo'ladi.Energetik to'siqning yuqori qismi o'tish holatiga (faollashgan kompleks) mos keladi, bunda AB bog'i qisman hosil bo'ladi.

Harorat oshishi bilan faol molekulalar soni ortadi Harorat molekulalarning o'rtacha kinetik energiyasining o'lchovidir, shuning uchun haroratning oshishi ularning harakatining o'rtacha tezligining oshishiga olib keladi.. Shuning uchun kimyoviy reaksiya tezligi harorat oshishi bilan ortishi kerak. Isitish paytida reaktsiya tezligining oshishi odatda quyidagicha tavsiflanadi reaksiya tezligining harorat koeffitsienti (γ ) - harorat 10 gradusga ko'tarilganda berilgan reaksiya tezligi necha marta oshishini ko'rsatadigan raqam. Matematik jihatdan bu bog'liqlik ifodalangan qoida Van't Xoff :

,

Qayerda v 1 - haroratdagi tezlik t 1 ; v 2 - haroratda tezlik t 2. Ko'pgina reaktsiyalar uchun harorat koeffitsientiγ 2 dan 4 gacha bo'lgan oraliqda joylashgan.

Aniqroq aytganda, reaktsiya tezligining (aniqrog'i, tezlik konstantasining) haroratga bog'liqligi ifodalanadi. Arrenius tenglamasi :

,

Qayerda A - eksponentdan oldingi faqat reaktivlarning tabiatiga bog'liq bo'lgan ko'paytirgich; E a - faollashtirish energiyasi, bu boshlang'ich materiallar va reaktsiya mahsulotlarini ajratib turadigan energiya to'sig'ining balandligi (2.1-rasmga qarang); R R=8,3144 J/(mol. K). Taxminiy hisob-kitoblarda ko'pincha R = 8,31 J / (mol. K) olinadi. - universal gaz doimiysi; T T - mutlaq harorat (Kelvin shkalasida). Bu tenglama bo'yicha Tselsiy bo'yicha harorat bilan bog'liq
T = t o C + 273,15.
Taxminiy hisob-kitoblarda munosabat ishlatiladi
T = t o C + 273. -

Kimyoviy kinetika va muvozanat

Ishning maqsadi: haroratning reaksiya tezligiga, konsentratsiyani kimyoviy muvozanatning siljishiga ta'sirini o'rganish.

Nazariy ma'lumot:

Kimyoviy reaksiya tezligi- moddaning reaksiyaga kirishuvchi yoki reaksiya natijasida hosil bo'lgan miqdori, vaqt birligida birlik hajmga (bir hil reaksiyalar uchun) yoki birlik interfeys yuzasiga (geterogen reaksiyalar uchun).

Agar ma'lum vaqt oralig'ida?f = f 2 f 1 reaksiyada ishtirok etuvchi moddalardan birining konsentratsiyasi?C = C2C1 ga kamaysa, u holda kimyoviy reaksiyaning belgilangan vaqt oralig'idagi o'rtacha tezligi teng bo'ladi.

V qiymati kimyoviy jarayonning ma'lum vaqt oralig'idagi tezligini ifodalaydi. Shuning uchun, f qanchalik kichik bo'lsa, o'rtacha tezlik haqiqiy tezlikka yaqinroq bo'ladi.

Kimyoviy reaktsiya tezligi quyidagi omillarga bog'liq:

1) reaksiyaga kirishuvchi moddalarning tabiati va konsentratsiyasi;

2) reaksiya tizimining harorati;

3) katalizator mavjudligi;

4) bosim,

5) fazalar interfeysining o'lchami va tizimning aralashtirish tezligi (heterojen reaktsiyalar uchun);

6) erituvchi turi.

Reaktiv kontsentratsiyasining ta'siri. Reaksiya tezligi reaksiyaga kirishuvchi moddalar molekulalarining to'qnashuvlari soniga proportsionaldir. To'qnashuvlar soni, o'z navbatida, ko'proq bo'lsa, boshlang'ich moddalarning har birining kontsentratsiyasi shunchalik yuqori bo'ladi.

Kimyoviy reaksiya tezligiga kontsentratsiyaning ta'sirining umumiy formulasi berilgan ommaviy harakatlar qonuni(1867, Guldberg, Vaage, Beketov).

Doimiy haroratda kimyoviy reaksiya tezligi reaksiyaga kirishuvchi moddalar kontsentratsiyasining mahsulotiga mutanosib bo'lib, ularning tenglashtiruvchi (stexiometrik) koeffitsientlari quvvatiga ega.

Reaksiya uchun aA + bB = cC V = K[A] a [B] b,

bu erda K - mutanosiblik koeffitsienti yoki tezlik konstantasi;

Agar [A] = 1 mol/l, [B] = 1 mol/l bo'lsa, u holda V = K, shuning uchun fizik ma'nosi.

tezlik konstantalari K: tezlik konstantasi reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasi birlikka teng bo'lgan reaksiya tezligiga teng.

Reaksiya tezligiga haroratning ta'siri. Haroratning oshishi bilan reaksiyaga kirishuvchi molekulalarning to'qnashuv chastotasi ortadi va shuning uchun reaktsiya tezligi ortadi.

Bir jinsli reaksiyalar tezligiga haroratning miqdoriy ta’sirini Van’t-Xoff qoidasi bilan ifodalash mumkin.

Van't-Xoff qoidasiga ko'ra, harorat 10 darajaga ko'tarilganda (pasayganda) kimyoviy reaktsiya tezligi 2-4 barobar ortadi (pasayadi):

qaerda V (t 2 ) va V (t 1 ) - tegishli haroratlarda kimyoviy reaksiya tezligi; f(t 2 ) Va f(t 1 ) - tegishli haroratlarda kimyoviy reaksiyaning davomiyligi; G - 2-4 oralig'ida raqamli qiymatni olishi mumkin bo'lgan Van't Hoff harorat koeffitsienti.

Faollashtirish energiyasi. Molekulalarning toʻqnashuvi yangi modda hosil boʻlishiga olib kelishi uchun ega boʻlishi kerak boʻlgan ortiqcha energiyaga berilgan reaksiyaning faollanish energiyasi deyiladi (kJ/molda ifodalangan). Faollashtirish usullaridan biri haroratni oshirishdir: harorat oshishi bilan faol zarrachalar soni sezilarli darajada oshadi, buning natijasida reaktsiya tezligi keskin oshadi.

Reaktsiya tezligining haroratga bog'liqligi Arrenius tenglamasi bilan ifodalanadi:

bu yerda K - kimyoviy reaksiya tezligi konstantasi; E a - faollashtirish energiyasi;

R - universal gaz doimiysi; A - doimiy; exp natural logarifmlarning asosidir.

Faollashtirish energiyasining kattaligi, agar K 1 va K 2 tezlik konstantasining ikkita qiymati mos ravishda T 1 va T 2 haroratlarda ma'lum bo'lsa, quyidagi formula bo'yicha aniqlanishi mumkin:

Kimyoviy muvozanat.

Barcha kimyoviy reaktsiyalarni ikki guruhga bo'lish mumkin: qaytarilmas va qaytarilmas. Qaytarib bo'lmaydigan reaktsiyalar tugallanadi - reaktivlardan biri to'liq iste'mol qilinmaguncha, ya'ni. faqat bitta yo'nalishda oqadi. Qaytariladigan reaktsiyalar oxirigacha davom etmaydi. Qaytariladigan reaktsiyada reaktivlarning hech biri to'liq iste'mol qilinmaydi. Qaytariladigan reaktsiya ham oldinga, ham teskari yo'nalishda sodir bo'lishi mumkin.

Kimyoviy muvozanat - bu to'g'ridan-to'g'ri va teskari reaktsiyalar tezligi teng bo'lgan tizimning holati.

Qaytariladigan reaktsiya uchun

m A+ n B? p C+ q D

kimyoviy muvozanat konstantasi

Qaytariladigan kimyoviy reaktsiyalarda muvozanat stexiometrik koeffitsientlarga teng kuchga ko'tarilgan mahsulotlar kontsentratsiyasi mahsulotining boshlang'ich moddalar kontsentratsiyasining mahsulotiga nisbati, shuningdek, tegishli kuchlarga ko'tarilganda, qandaydir doimiyga teng bo'lgan paytda o'rnatiladi. qiymat kimyoviy muvozanat konstantasi deb ataladi.

Kimyoviy muvozanat konstantasi reaksiyaga kirishuvchi moddalarning tabiatiga va haroratga bog'liq. Muvozanat o'rnatiladigan konsentratsiyalar muvozanat deyiladi. Tashqi sharoitlarning o'zgarishi (konsentratsiya, harorat, bosim) tizimdagi kimyoviy muvozanatning siljishi va uning yangi muvozanat holatiga o'tishiga olib keladi.

Reaksiya tizimining bir holatdan ikkinchi holatga bunday o'tishi kimyoviy muvozanatning siljishi (yoki siljishi) deyiladi.

Kimyoviy muvozanatning siljish yo'nalishi Le Shatelier printsipi bilan belgilanadi: Agar kimyoviy muvozanat holatida bo'lgan tizimga har qanday tashqi ta'sir (kontsentratsiya, harorat, bosim o'zgarishi) qo'llanilsa, bu tizimda ishlab chiqarilgan ta'sirni zaiflashtirishga moyil bo'lgan jarayonlar o'z-o'zidan paydo bo'ladi.

Boshlang'ich reagentlardan birining konsentratsiyasining oshishi muvozanatni o'ngga siljitadi (to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya kuchayadi); Reaksiya mahsulotlari konsentratsiyasining ortishi muvozanatni chapga siljitadi (teskari reaksiya kuchayadi).

Agar reaksiya gaz molekulalari sonining ko'payishi bilan davom etsa (ya'ni, reaksiya tenglamasining o'ng tomonida, gaz molekulalarining umumiy soni chap tomondagi gazsimon moddalar molekulalarining sonidan ko'p bo'lsa), u holda o'sish kuzatiladi. bosimdagi reaktsiyani oldini oladi va bosimning pasayishi reaksiyaga yordam beradi.

Harorat ortganda muvozanat endotermik reaksiya tomon, harorat pasayganda esa ekzotermik reaksiya tomon siljiydi.

Katalizator to'g'ridan-to'g'ri va teskari reaktsiyalarning tezligini bir xil miqdorda o'zgartiradi. Shuning uchun katalizator muvozanatning siljishiga olib kelmaydi, faqat muvozanatga erishish uchun zarur bo'lgan vaqtni qisqartiradi yoki oshiradi.

Tajriba No1 Bir jinsli reaksiya tezligining dastlabki reaktivlar konsentratsiyasiga bog'liqligi.

b Asboblar, jihozlar: probirkalar, sekundomer, natriy tiosulfat (III) eritmalari, dil. sulfat kislota (1M), suv.

b Metodologiya: Ushbu bog'liqlikni natriy tiosulfat va sulfat kislota o'rtasidagi bir hil reaktsiyaning klassik misoli yordamida o'rganish mumkin, bu tenglamaga muvofiq davom etadi.

Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + Sv + SO 2 ^ + H 2 O.

Dastlab, oltingugurt suv bilan kolloid eritma hosil qiladi (zo'rg'a seziladigan loyqalik). Drenaj paytidan boshlab sekundomer bilan deyarli sezilmaydigan loyqalik paydo bo'lguncha vaqtni o'lchash kerak. Reaktsiya vaqtini (sekundlarda) bilib, reaktsiyaning nisbiy tezligini aniqlashingiz mumkin, ya'ni. vaqt o'zaro:

kimyoviy bir hil kinetika

Tajriba uchun siz uchta quruq, toza probirka tayyorlashingiz va ularni raqamlashingiz kerak. Birinchisiga 4 tomchi natriy tiosulfat eritmasi va 8 tomchi suv qo'shing; ikkinchisida - 8 tomchi natriy tiosulfat va 4 tomchi suv; uchinchisida - 12 tomchi natriy tiosulfat. Probirkalarni silkiting.

Agar 1-probirkadagi natriy tiosulfatning molyar konsentratsiyasini shartli ravishda “c” deb belgilasak, shunga mos ravishda 2-probirkada 2 s mol, probirkada 3 - 3 s mol bo'ladi.

1-probirkaga bir tomchi sulfat kislota qo'shing va shu bilan birga sekundomerni yoqing: probirkani silkitib, probirkada loyqalik paydo bo'lishini kuzatib, uni ko'z darajasida ushlab turing. Kichkina bulutlilik paydo bo'lganda, sekundomerni to'xtating, reaktsiya vaqtini belgilang va jadvalga yozing.

Xuddi shunday tajribalarni ikkinchi va uchinchi probirkalar bilan bajaring. Eksperimental ma'lumotlarni laboratoriya jurnaliga jadval shaklida kiriting.

b Xulosa: natriy tiosulfat konsentratsiyasi ortishi bilan bu reaksiya tezligi ortadi. Bog'liqlik grafigi koordinata boshidan o'tuvchi to'g'ri chiziqdir.

Tajriba № 2. Gomogen reaksiya tezligining haroratga bog'liqligini o'rganish.

b Asbob va jihozlar: probirkalar, sekundomer, termometr, natriy tiosulfat eritmalari (III), sulfat kislota (1M)

b Metodologiya:

Uchta toza, quruq probirka tayyorlang va ularni raqamlang. Ularning har biriga 10 tomchi natriy tiosulfat eritmasidan qo'shing. No1 probirkani xona haroratidagi bir stakan suvga soling va 1...2 daqiqadan keyin haroratni qayd qiling. Keyin probirkaga bir tomchi sulfat kislota qo'shing, bir vaqtning o'zida sekundomerni yoqing va zaif, deyarli sezilmaydigan loyqalik paydo bo'lganda uni to'xtating. Probirkaga kislota qo'shilgan paytdan boshlab loyqalik paydo bo'lguncha vaqtni soniyalarda yozing. Natijani jadvalga yozing.

Keyin stakandagi suvning haroratini yoki uni issiq plastinkada qizdirish yoki issiq suv bilan aralashtirish orqali aniq 10 0 ga oshiring. 2-sonli probirkani shu suvga soling, bir necha daqiqa ushlab turing va bir tomchi sulfat kislota qo'shing, bir vaqtning o'zida sekundomerni yoqing, probirkani bir stakan suvda loyqalik paydo bo'lguncha silkiting. Agar deyarli sezilmaydigan bulutlilik paydo bo'lsa, sekundomerni o'chiring va sekundomer ko'rsatkichlarini jadvalga kiriting. Uchinchi probirka bilan ham xuddi shunday tajriba o'tkazing. Avval stakandagi haroratni yana 10 0 ga oshiring, unga No3 probirka qo'ying, bir necha daqiqa ushlab turing va bir tomchi sulfat kislota qo'shing, shu bilan birga sekundomerni yoqing va probirkani silkiting.

Tajribalar natijalarini ordinatalar o'qi bo'yicha tezlikni va abscissa o'qi bo'yicha haroratni chizib, grafikda ifodalang.

Reaksiyaning g harorat koeffitsientini aniqlang

b Xulosa: tajriba davomida o'rtacha harorat koeffitsienti hisoblab chiqildi, u 1,55 ga teng bo'ldi. Ideal holda shunday

2-4. Idealdan chetga chiqishni eritmaning loyqalanish vaqtini o'lchashdagi xatolik bilan izohlash mumkin. Reaksiya tezligining haroratga nisbatan grafigi 0 dan o‘tmaydigan parabola shoxchasi ko‘rinishiga ega. Harorat oshishi bilan reaksiya tezligi ortadi.

Tajriba No3 Reaktivlar konsentratsiyasining kimyoviy muvozanatga ta'siri.

b Asbob va jihozlar: probirkalar, kaliy xlorid (kristal), temir (III) xlorid eritmalari, kaliy tiosiyanat (to'yingan), distillangan suv, silindr.

b Metodologiya:

Qaytariladigan reaktsiyaning klassik misoli temir xlorid va kaliy tiosiyanat o'rtasidagi o'zaro ta'sirdir:

FeCl3+ 3 KCNS D Fe(CNS) 3+ 3 KCl.

Qizil

Olingan temir tiosiyanat qizil rangga ega bo'lib, uning intensivligi konsentratsiyaga bog'liq. Eritma rangini o'zgartirib, reaktsiya aralashmasidagi temir tiosiyanat miqdorining ko'payishi yoki kamayishiga qarab kimyoviy muvozanatning o'zgarishini baholash mumkin. Bu jarayonning muvozanat konstantasi uchun tenglama tuzing.

20 ml distillangan suvni o'lchagich yoki silindrga quying va unga bir tomchi temir (III) xloridning to'yingan eritmasidan va kaliy tiosiyanatning to'yingan eritmasidan bir tomchi qo'shing. . Olingan rangli eritmani to'rtta probirkaga teng qilib quying. Probirkalarni raqamlang.

Birinchi probirkaga temir (III) xloridning to`yingan eritmasidan bir tomchi tomiziladi.Ikkinchi probirkaga bir tomchi kaliy tiosiyanatning to`yingan eritmasidan qo`shing. Uchinchi probirkaga kristall kaliy xlorid qo'shing va kuchli silkiting. To'rtinchi probirka taqqoslash uchun.

Le Chatelier printsipiga asoslanib, har bir alohida holatda rang o'zgarishiga nima sabab bo'lishini tushuntiring.

Tajriba natijalarini shakldagi jadvalga yozing

Birinchi va ikkinchi holatda biz boshlang'ich moddalarning konsentratsiyasini oshirdik, shuning uchun yanada qizg'in rang olinadi. Bundan tashqari, ikkinchi holatda rang quyuqroq bo'ladi, chunki KSCN kontsentratsiyasi kub tezligida o'zgaradi. Uchinchi tajribada biz oxirgi moddaning konsentratsiyasini oshirdik, shuning uchun eritmaning rangi ochroq bo'ldi.

Xulosa: boshlang'ich moddalar kontsentratsiyasining ortishi bilan muvozanat reaktsiya mahsulotlarini hosil qilish tomon siljiydi. Mahsulotlar kontsentratsiyasi ortishi bilan muvozanat boshlang'ich moddalar hosil bo'lishiga qarab siljiydi.

Umumiy xulosalar: tajribalar davomida biz eksperimental ravishda reaktsiya tezligining boshlang'ich moddalar kontsentratsiyasiga bog'liqligini aniqladik (kontsentratsiya qanchalik yuqori bo'lsa, reaktsiya tezligi shunchalik yuqori bo'ladi); reaksiya tezligining haroratga bog'liqligi (harorat qanchalik yuqori bo'lsa, reaksiya tezligi shunchalik yuqori bo'ladi); reaksiyaga kirishuvchi moddalar kontsentratsiyasi kimyoviy muvozanatga qanday ta'sir qiladi (boshlang'ich moddalar kontsentratsiyasining oshishi bilan kimyoviy muvozanat mahsulot hosil bo'lishiga qarab siljiydi; mahsulotlar kontsentratsiyasining oshishi bilan kimyoviy muvozanat boshlang'ich moddalar hosil bo'lishiga siljiydi). )

Kimyoviy kinetika

Kimyoviy muvozanat

Kimyoviy kinetika - kimyoviy reaksiya tezligi va unga ta'sir etuvchi omillarni o'rganadigan kimyo bo'limi.

Jarayonning asosiy maqsadga muvofiqligi tizimning Gibbs energiyasining o'zgarishi qiymati bilan baholanadi. Biroq, u berilgan sharoitda reaksiyaning real imkoniyati haqida hech narsa aytmaydi, jarayonning tezligi va mexanizmi haqida tasavvur ham bermaydi.

Reaktsiya tezligini o'rganish murakkab kimyoviy o'zgarishlar mexanizmini tushuntirishga imkon beradi. Bu kimyoviy jarayonni boshqarish istiqbollarini yaratadi va jarayonlarni matematik modellashtirish imkonini beradi.

Reaksiyalar bo'lishi mumkin:

1. bir hil– bir muhitda (gaz fazasida) yuzaga keladi; to'liq o'tish;

2. heterojen– bir muhitda (turli fazadagi moddalar orasida) yuzaga kelmaydi; interfeysdan o'ting.

ostida kimyoviy reaksiya tezligi Birlik hajmda (bir jinsli reaksiyalar uchun) va sirt birligida (geterojen reaksiyalar uchun) vaqt birligida sodir bo‘ladigan elementar reaksiya hodisalari sonini tushunish.

Reaksiya jarayonida reaksiyaga kirishuvchi moddalar kontsentratsiyasi o‘zgarganligi sababli, tezlik odatda vaqt birligida reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasining o‘zgarishi sifatida aniqlanadi va bilan ifodalanadi. Bunday holda, reaktsiyaga kiritilgan barcha moddalar kontsentratsiyasidagi o'zgarishlarni kuzatishning hojati yo'q, chunki reaktsiya tenglamasidagi stoxiometrik koeffitsient konsentratsiyalar o'rtasidagi munosabatni o'rnatadi, ya'ni. da ammiakning to'planish tezligi vodorod iste'mol qilish tezligidan ikki baravar yuqori.

... chunki salbiy bo'lishi mumkin emas, shuning uchun ular "-" qo'yadilar.

Vaqt oralig'idagi tezlik – haqiqiy oniy tezlik– vaqtga nisbatan kontsentratsiyaning 1-hosilasi.

Kimyoviy reaktsiyalarning tezligi bog'liq :

1. reaksiyaga kirishuvchi moddalarning tabiatidan;

2. reaktivlar konsentratsiyasi bo'yicha;

3. katalizatordan;

4. harorat bo'yicha;

5. qattiq jismning maydalanish darajasi (geterojen reaksiyalar);

6. muhitdan (eritmalardan);

7. reaktorning shakli bo'yicha (zanjir reaksiyalari);

8. yoritishdan (fotokimyoviy reaksiyalar).

Kimyoviy kinetikaning asosiy qonuni ommaviy harakatlar qonuni: kimyoviy reaksiya tezligi reaksiyaga kirishuvchi moddalar kontsentratsiyasining mahsulotiga proportsionaldir

bu yerda kimyoviy reaksiya tezligi doimiy

Jismoniy ma'nosi.

Agar reaksiya 2 ta zarrani emas, balki undan ko'p bo'lsa, u holda: ~ stokiometrik koeffitsientlarga teng kuchlarda, ya'ni: , Qayerda

– umuman reaksiya tartibining ko‘rsatkichi (birinchi, ikkinchi, uchinchi... tartibdagi reaksiyalar).

Ushbu reaksiya hodisasida ishtirok etuvchi zarrachalar sonini aniqlaydi reaksiyaning molekulyarligi :

Monomolekulyar ()

Bimolekulyar ( )

Trimolekulyar.

3 dan ortiq emas, chunki ... bir vaqtning o'zida 3 dan ortiq zarralarning to'qnashuvi ehtimoldan yiroq emas.

Reaksiya bir necha bosqichda sodir bo'lganda, umumiy reaktsiya = eng sekin bosqich (cheklash bosqichi).

Reaksiya tezligining haroratga bog'liqligi empirik tarzda aniqlanadi Van't Xoff qoidasi: haroratning ga oshishi bilan kimyoviy reaksiya tezligi 2-4 marta ortadi: .

kimyoviy reaksiya tezligining harorat koeffitsienti qayerda.

Molekulalarning har bir to'qnashuvi ularning o'zaro ta'siri bilan birga kelmaydi. Ko'pgina molekulalar elastik sharlar kabi sakrab tushadi. Va faqat faol bo'lganlar to'qnashuv paytida bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi. Faol molekulalar faol bo'lmagan molekulalarga nisbatan bir oz ortiqcha energiyaga ega, shuning uchun faol molekulalarda ular orasidagi bog'lanishlar zaiflashadi.

Molekulani faol holatga o'tkazish uchun energiya faollashuv energiyasidir. U qanchalik kichik bo'lsa, zarrachalar qanchalik ko'p reaksiyaga kirishsa, kimyoviy reaktsiya tezligi shunchalik yuqori bo'ladi.

Qiymat reaksiyaga kirishuvchi moddalarning tabiatiga bog'liq. Bu dissotsiatsiyadan kamroq - reagentlardagi eng kam kuchli bog'lanish.

Reaktsiya paytidagi o'zgarishlar:

Chiqarilgan (ekzotermik)

Haroratning oshishi bilan faol molekulalar soni ortadi va shuning uchun ham ortadi.

Kimyoviy reaksiya konstantasi bilan bog'liq

bu erda - eksponentdan oldingi omil (to'qnashuvlar ehtimoli va soni bilan bog'liq).

Reaksiyaga kiruvchi moddalarning tabiatiga va ularning o‘zaro ta’sir qilish sharoitlariga qarab, reaksiyalarning elementar harakatlarida atomlar, molekulalar, radikallar yoki ionlar ishtirok etishi mumkin.

Erkin radikallar juda reaktivdir, faol radikal reaktsiyalar juda kam ().

Erkin radikallarning hosil bo'lishi haroratda, yorug'likda, yadroviy nurlanish ta'sirida, elektr zaryadsizlanishida va kuchli mexanik ta'sirlarda moddalarning parchalanishida sodir bo'lishi mumkin.

Ko'p reaktsiyalar orqali sodir bo'ladi zanjir mexanizmi. Zanjir reaktsiyalarining o'ziga xos xususiyati shundaki, bitta asosiy faollashuv akti boshlang'ich moddalarning juda ko'p molekulalarining o'zgarishiga olib keladi.

Masalan: .

Oddiy haroratlarda va diffuz yorug'likda reaktsiya juda sekin davom etadi. Gazlar aralashmasi qizdirilsa yoki ultrabinafsha nurlarga boy yorug'lik ta'sirida (to'g'ridan-to'g'ri quyosh nuri, olov nuri) aralashma portlaydi.

Bu reaksiya alohida elementar jarayonlar orqali boradi. Birinchidan, UV nurlaridan (yoki haroratdan) energiya kvantini singdirish tufayli molekula erkin radikallarga - atomlarga ajraladi: , keyin , keyin va hokazo.

Tabiiyki, erkin radikallarning bir-biri bilan to'qnashishi mumkin, bu esa zanjirning uzilishiga olib keladi: .

Haroratdan tashqari yorug'lik moddalarning reaktivligiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Yorug'likning (ko'rinadigan, UV) reaktsiyalarga ta'sirini kimyoning bo'limi - fotokimyo o'rganadi.

Fotokimyoviy jarayonlar juda xilma-xildir. Fotokimyoviy ta'sir jarayonida yorug'lik kvantlarini yutuvchi reaksiyaga kirishuvchi moddalar molekulalari qo'zg'aladi, ya'ni. reaktiv bo'ladi yoki ionlar va erkin radikallarga parchalanadi. Fotosurat fotokimyoviy jarayonlarga asoslanadi - yorug'likning fotosensitiv materiallarga ta'siri (fotosintez).

Kimyoviy amaliyotda kimyoviy reaksiyalarni tezlashtirishning eng keng tarqalgan usullaridan biri hisoblanadi kataliz . Katalizatorlar- reaksiya tarkibiy qismlari bilan oraliq kimyoviy o'zaro ta'sirda ishtirok etish tufayli kimyoviy reaktsiyani o'zgartiradigan, ammo har bir oraliq o'zaro ta'sir tsiklidan keyin kimyoviy tarkibini tiklaydigan moddalar.

Katalitik reaktsiyaning kuchayishi kamroq yangi reaktsiya yo'llari bilan bog'liq. Chunki uchun ifodada manfiy ko'rsatkich bo'lsa, u holda kichik pasayish ham kimyoviy reaksiyaning juda katta o'sishiga olib keladi.

Mavjud 2 turdagi katalizatorlar :

gomokatalizatorlar;

heterokatalizatorlar.

Biologik katalizatorlar - fermentlar .

Inhibitorlar- kimyoviy reaktsiyalarni sekinlashtiradigan moddalar.

Promouterlar- katalizatorlar ta'sirini kuchaytiruvchi moddalar.

Faqat bitta yo'nalishda davom etadigan va yakuniy reaktsiyalar - qaytarilmas(cho'kma hosil bo'lishi, gazning evolyutsiyasi). Ular kam.

Eng ko'p reaktsiyalar - qaytariladigan : .

Ommaviy harakat qonuniga ko'ra: – kimyoviy muvozanat .

Oldinga reaktsiya = teskari reaktsiya bo'lgan tizimning holati deyiladi kimyoviy muvozanat .

.

Haroratning oshishi bilan, : endotermik reaksiya uchun u ortadi, ekzotermik reaksiya uchun u kamayadi va doimiy bo'lib qoladi.

Kimyoviy muvozanat holatiga turli omillarning ta'siri aniqlanadi La Chatelier printsipi: agar muvozanatda bo'lgan tizimga biron bir ta'sir ko'rsatilsa, tizimdagi bu ta'sirni kamaytirishga intiladigan jarayonlar kuchayadi.