2.Химиялық – технологиялық үдеріс кинетикасы (ХТҮ): реакция тәртібі мен молекулярлығы. Химиялық айналулар стехиометриясы. Химиялық-технологиялық үдеріс (ХТҮ) дегеніміз- шикізаттан дайын өнім алу мақсатында белгілі бір кезектесіп жүретін жəне бір-бірімен өзара байланысқан үдерістердің жиынтығы.
ХТҮ-тің негізгі параметрлеріне температура, қысым, реагенттер концентрациясы, катализатор сипаттамасы, реагенттердің жанасу ұзақтығы, реагент ағысының көлемдік жылдамдығы жəне т.б. жатады.
Біз қай жағдайда химиялық-технологиялық үдерістердегң химиялық кинетиканың заңдылықтарын қолдануымыз керек? Химиялық технологиядағы химиялық өзгерістердің жылдам жүруі, қандай да бір аралық уақытта алынған реакция өнімдерінің мөлшері, күрделі аппараттармен реакторлардың типтерін дұрыс таңдауда жəне олардың конструкциялық өлшемдерін есептеу сияқты практикалық мəні бар сұрақтарға жауап бермейді. Сондықтан химиялық-технологиялық үдерістерге химиялық кинетиканың заңдылықтарын қолдану керек.
Сонда, химиялық кинетика дегеніміз химиялық процесс және оның механизмі мен уақыт бірлігіндегі жүріп өту заңдылықтарын зерттейтін ғылым.
Химиялық реакцияның жылдамдығы – бірлік фазада (гомогенді реакциялар үшін) немесе фазалардың бөліну бірлік бетінде (гетерогенді реакциялар үшін) бірлік уақытта компоненттердің моль сандарының өзгеруі.
Егер реакция немесе оның сатысы әрекеттесуші заттардың бір рет әрекеттесуі арқылы жүрсе, онда келесі кинетикалық теңдеумен өрнектеледі:
A+B—R+S (әрекеттесуші массалар заңына бағынады)
Егерде реакция немесе оның сатысы көпсатылы болса, оның кинетикалық теңдеуі басқаша өрнектеледі. Жылдамдық константасына Аррениус заңына сәйкес тек температура әсер ете алады:
k=k0e(-E/RT)
Мұнда k0 - экспоненциаль алды көбейткіш; E- активтендіру энергиясы , Дж/моль; R - газ тұрақтысы.
Реакцияның элементарлы актісіне қатысатын молекуланың санына байланысты химиялық реакцияның молекулалығы бойынша моно-, би- жəне үшмолекулярлы реакциялар болып бөлінеді.
Кинетикалық теңдеудің түрі (химиялық реакция жылдамдығының реагенттер концентрациясына тəуелділігі) реакцияның реті бойынша жік теуге мүмкіндік береді. Реакцияның реті – кинетикалық теңдеудегі реагенттердің концентрацияларының дəреже көрсеткіштерінің қосындысы. Осыған сəйкес бірінші, екінші, үшінші, бөлшекті ретті реакциялар болады.
Өнеркəсіптік химиялық-технологиялық үдерістердің негізіне жататын химиялық реакцияларды өрнектеу үшін химияның негізгі заңдары – стехиометрия заңдары, химиялық тепе-теңдік жəне химиялық кинетика қолданылады.
Стехиометрия – əрекеттесуші заттардың массалары немесе көлемдерінің арақатынасы туралы ғылым. Стехиометрия негізіне – массалар сақталу, эквиваленттік, Авагадро, Гей-Люссак, құрамтұрақтылық, еселі қатынас заңдары жатады. Реакцияға қатысатын заттардың арақатынасы стехиометриялық деп аталады.
Реакцияның стехиометриялық теңдеуі массалар сақталу заңы негі зінде жазылады.
