21
Мұндай реакцияларға мысал ретінде кеңінен танымал сутегінің
оттегімен қосылысу
реакциясын келтіруге болады:
2
Н
2
+
О
2
=2
Н
2
О
.
Процестің нақты жүру жолы үшмолекулалық реакцияға сәйкес келетін жоғарыдағы
теңдеуге бағынбайды. Реакцияның өтуінің ең ықтимал сызбасы мынадай болады.
Бастапқы процесс
Н
2
+
М
=
Н
+
Н
+
М
(32)
Бұл қарапайым термиялық диссоциация процесі. Бұдан
әрі қарай жеке элементар
реакциялар өріс алады:
Н
+
О
2
=
ОН
+
О
,
(33)
О
+
Н
2
=
Н
+
ОН
,
1-нші цикл (34)
ОН
+
Н
2
=
Н
+
Н
2
О
(35)
Н
+
О
2
=
ОН
+
О
,
О
+
Н
2
=
Н
+
ОН
,
2-нші цикл
ОН
+
Н
2
=
Н
+
Н
2
О
,
және т.б.
(35) реакция (33) және (34) өрнектердің салдары болып табылады және сәйкесінше екі
пайда болған
ОН
радикалдарына қатысты екі рет жүреді. (35) реакциядан соң қайтадан (33),
(34) және екі еселенген (35) реакциялары кезегімен жүзеге асады және т.б. Бұл кезде сутегі
атомдарының саны үдемелі түрде артады, сонымен қатар жалпы реакция циклы да үдей
түседі.
Реакция
айтарлықтай
байқалатын
атмосфералық
сутегінің
құрамын
анықтау
үшін
белгілі
бір
уақыт
қажет
.
Осы
уақытты
реакцияның
индукциялық
периоды
деп
атаймыз
.
Осылайша алдында қарастырып кеткен қарапайым болсын, тізбекті (тармақталған)
болсын барлық реакцияларға қарағанда берілген жағдайда
алдымен реакция байқаусыз
жүреді, содан соң ол өздігінен жылдамдықтың үлкен, бірақ шекті мәндеріне дейін артады
және тек осыдан кейін әсерлесетін заттардың шығындалу салдарынан түсе бастайды.
6 суретте реакция жылдамдығының уақытқа тәуелділігі берілген,
–
индукция уақыты.
Сутегі
Н
атомдарының концентрациясының шексіз артуына олардың жойылу процесі кедергі
болады: бұл процесс көптеген себептерден болуы мүмкін, бірақ, негізінен мынадай түрдегі
реакциядан соң орын алуы ықтимал:
Н
+
О
2
+
М
=
НО
2
+
М
Және (32) кері реакция – сутегі атомдарының молекулаларға рекомбинациясы
нәтижесінде де орындалады.
22
6 сурет – Реакция жылдамдығының
уақыт бойынша өзгерісі;
-
индукциялық период
Атомдық сутегінің мөлшері айтарлықтай болған уақытта оның әрі қарай дамуы
тоқтайды және реакция стационар қалыпқа келуі тиіс. Бірмезгілде өзге аралық өнімдердің
О
және
ОН
де мөлшерінің артуы тежеледі.
Шын мәнінде жылдам артудан кейінгі реакция жылдамдығы тұрақты болып қалмайды,
өйткені, әсерлесетін заттардың мөлшері үздіксіз кемиді және сәйкесінше жүйедегі белсенді
орталықтардың да саны азаяды. Бұл кему жүреді, алайда,
процестің басындағы
орталықтардың жинақталуына қарағанда баяуырақ болады, ол олардың саны әсерлесуші
жүйедегі жанармайдың мөлшерімен сәйкес болады; берілген жағдайда мұндай жанармайлар
– сутегі мен оттегі.
Жоғарыда келтірілген реакцияның уақыт бойынша жүруіне
қатысты тұжырымдар
изотермиялық реакцияларға тән болатын. Егер реакция барысында температура артатын
болса, процестің барысы күрделене түседі және төменде көрсетілетіндей,
реакцияның
өздігінен үдетілу құбылысы мен жарылыс эффектісі қарапайым Ван’т-Гофф кинетикасында
да орын алады.
Бағалы реакциялар теориясын жасау мен оны өңдеу мәртебесі Н.Н. Семенов пен оның
әріптестерінің еншісіне бұйырғандығын айта кеткен жөн. 1927 жылдың өзінде Семенов
алғаш рет бағалы ауысулар туралы көзқарастарын жанудың практикасы мен теориясындағы
маңызды құбылыс – тұтануға орынды пайдалана білді.
Достарыңызбен бөлісу: