1Термодинамиканың негізгі түсініктері. Термодинамиканың бірінші бастамасы
жүктеу/скачать 0,9 Mb.
|
| Реакция жылдамдығы мен концентрациясының арасындағы сандық байланыс химиялық кинетиканың негiзгiпостулатымен анықталады.
Гомогендiк реакцияның жылдамдығы белгiлi бiр температурада реакцияға қатысатын заттардың концентрацияларының көбейтiндiсiне тура пропорционал болады. Әрбiр концентрацияның дәрежесi стехиометрлiк коэффициентке, яғни реакция теңдеуiндегi берiлген заттың формуласының алдында тұрған коэффициентке тең. V=к*САа*СВВ Мұндағы к- жылдамдық тұрақтысы. Жылдамдық тұрақтысының мәні мынада: егер әрекеттесуші заттардың А және В концентрациясы бірдей және 1 моль/л болса, онда W = R. Демек, R - әрекеттесуші заттардың концентрациясы 1моль/л болған кездегі реакция жылдамдығы. Жылдамдық тұрақтысы нақты берілген реакцияны ғана сипаттайды. Реакцияласушы заттар өзгерсе, концентрацияның мәні де өзгереді. Концентрацияның мәні арқылы берілген реакцияның қандай жылдамдықпен жүретінін болжауға болады. Концентрацияның мәні жоғары болса, жылдамдық та жоғары болады. R-әрекеттесуші заттарға, температураға тәуелді, концентрация тәуелді емес. Бұл ереженi басқа түрде алғаш рет Н.Н.Бекетов (1865ж), кейiн К.Гульдберг пен П.Вааге де (1967ж.) тұжырымдаған болатын. Оны басқаша әрекеттесушi заттардың заңы деп те атайды. Реакцияларды химиялық әрекеттесудiң элементарлық актiсiне қатысатын молдекулалардың санымен, яғни реакция молекулалығымен жiктеуге болады. Мұндай жiктеу бiр сатымен жүретiн, механизмi қарапайым реакцияларға қолданылады. Реакция молекулалығы бойынша реакциялар мономолекулалық,бимолекулалық және тримолекулалық болып бөлiнедi. Мономолекулалық реакцияларда әрекеттесудiң элементарлық актiсiне тек бiр молекула қатысады. Жай молекулалық реакция үшiн V=к*С Мұндағы V–мономолекулалық реакцияның жылдамдығы, С–реакцияға түсетiн заттың концентрациясы, К–реакция жылдамдығының константасы. Ал бимолекулалық реакцияларда әрекеттесудiң элементарлық актiсiне әр түрлi немесе бiр түрлi екi молекула қатысады. Мысалы, иодтық сутектiң ыдырауы (2НJ Н2+J2), күрделi эфирлердiң этерификациялану реакциялары т.б. Жай бимолекулалық реакциялар үшiн: V=к*С1*С2 Мұндағы С1 және С2 реакциялар түсетiн заттардың концентрациялары. Егер реакцияға түсетiн екi заттың бiрi өте артық мөлшерде алынса, онда оның концентрациясы реакция кезiнде көп өзгермей, iс жүзiнде тұрақты болып қалады. Тримолекулалық реакцияларда химиялық әрекеттесудiң элементарлық актiсiнде үш молекула өзара соқтығысады. Мысалы, 2NО2+Н2=N2О+Н2О. Қалыпты қысымда үш молекуланың өзара соқтығысуының мүмкiндiгi екi молекуланың өзара соқтығысуына қарағанда өте аз. Сол себептен үшмолекулалық реакциялар өте аз кездеседi. Әзiрге тек осындай реакциялардың тек 4–5-ғана белгiлi. Реакцияның әрекеттесуiнiң элементарлық актiсiнде төрт молекуланың өзара бiрден соқтығысуы iс жүзiнде болмайды. Сол себептен реакция молекулалығы үштен аспайды: Химиялық реакция теңдеуінде әрекеттесуші заттар алдында стехиометриялық коэффициент болса, mА + nВ = ρС онда реакцияның кинетикалық теңдеуіндегі дәреже көрсеткіштері реакцияның реттілігін көрсетеді. n + m = d – жалпы реттілігі. Жалпы алғанда жай молекулалық реакциялық үшiн жылдамдықтың теңдеуi былай жазылады: V=к*С1*С2*С3 Мұндағы С1,С2-және С3–реакцияға түсетiн заттардың концентрациялары, теңдеудiң әр түрлi варианттары да болуы мүмкiн. Мысалы: V=к*С1*С2; V=к*С12*С2 Егер реакция теңдеуiнде реакцияға қатысатын молекулалар саны төрт, не одан да көп болса, онда реакция күрделi жолмен жүредi, яғни екi не одан да көп моно – немесе бимолекулалық реакциялар тiзбектелiп, не параллельденiп жүредi. Бұл жағдайда реакцияның жалпы жылдамдығы ең баяу жүретiн сатының жылдамдығымен анықталады. Көп сатыланып жүретiн реакцияларда олардың молекулалығын анықтау өте қиынға соғады. Сол себептен эксперименттiк зерттелетiн реакциялардың кинетикалық сипаттамалары реакцияның реттiлiгi бойынша берiледi. Реакцияның реттiлiгi реакцияның кинетикалық теңдеуiмен анықталады. Реакция реттiлiгi кинетикалық теңдеуге кiретiн концентрацияларының дәреже көрсеткiштерiнiң қосындысына тең. Әдетте ол реакцияның жалпы реттiлiгi және реакцияның берiлген зат бойынша реттiлiгi болып екiге бөлiнедi. Егер химиялық реакцияның жылдамдығын берiлген заттардың концентрациясына байланыстығын былайша жазсақ : W = k • CnA• CnA• CnA ... Мұндағы ni – бүтінсанболуышартемес n – қосынды ni – формальдыреті, олтеріс, ноль, оңсанболуымүмкін. Теңдеудегi реакцияғақатысатынзаттардыңконцентрацияларыныңдәрежекөрсеткiштерiнiңқосындысыреакцияныңжалпыреттiлiгiнкөрсетедi. Реакцияныңбелгiлi бiрсатысыүшiноныңреттiлiгi үштенаспайды. Солсебептенхимиялықкинетикадабiрiншi, екiншi жәнеүшiншi реттiлiктi реакциялардыңмаңызызор. Бұларданбасқабөлшектiкжәненөлдiкреттiлiктегi реакциялардаболады. Бөлшектiкреттiлiкәртүрлi сатыменжүретiнкүрделi реакцияларғатән. Нөлдiкреттiлiкәрекеттесушi заттардыңреакциязонасынажетужылдамдығыхимиялықәрекеттесужылдамдығынанәлдеқайдакөпболатынгетерогендiкреакциялардабайқалады. Мұндареакцияжылдамдығыконцентрацияғабайланыссызжәнетұрақты V=соnst болады. Реакцияныңреттiлiгi менреакциятеңдеуiндегi молекулалардыңстехиометрлiккоэффициенттерi сандарыныңсәйкескелуi текжайреакцияларүшiнорындалады. Көпжағдайдаоларөзарасәйкескелмейдi. Оныңсебебi реакциятеңдеулерi процестi жалпысипаттайдыдаоныңмеханизмдерiнқарастырмайды. Оданбасқакейбiржайреакцияларүшiнреакцияғақатысатынзаттардыңбiреуiнiңконцентрациясытұрақтыболғанжағдайда, олкинетикалықтеңдеугекiрмейдi де, соныңнәтижесiндереакцияреттiлiгi бiрсанғакемидi. жүктеу/скачать 0,9 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|