Химиялық реакциялардың жылдамдығы Гомогенді және гетерогенді жүйелер

Тарихы

Химиялық кинетика 19 ғасырдың орта кезінен бастап дамыды. 1850 жылы неміс химигі Л.Вильгельм (1812 — 1864) қамыс қанты инверсиясының, 1862 — 63 жылы француз химигі М.Бертло(1827 — 1907) этерификация реакциясы жылдамдықтарын зерттеп, 1882 — 90 жылы Ресей химигі Н.А. Меншуткин (1842 — 1907) заттың реакцияға бейімділігі мен құрылысының арасындағы тәуелділікті анықтады. Нидерланд ғалымы Я.Вант-Гофф (1852 — 1911) және швед химигі С.Аррениус (1859 — 1927) қарапайым химиялық реакциялардың жүру заңдылықтарын ашты. 20 ғасырдың 30-жылдарында Химиялық кинетиканың кванттық механика, т.б. физиканың жаңа салаларының табыстарына негізделген теориялар пайда болды. Күрделі химиялық процестердің кинетикасын зерттеуде аралық өнімнің және аралық реакциялардың шешуші рөлі жөніндегі көзқарастар дамыды.

Химиялық реакция жылдамдығына әсер ететін маңызды факторларға әрекеттесуші заттар табиғаты, олардың концентрациясы, температура, жүйеге катализатордың (өршіткінің) қатысуы жатады. Гетерогенді реакцияның жылдамдығы кейбір қосымша факторларға тәуелді, оның ішінде реагенттердің жанасу беті маңызды болып табылады. 1. Әрекеттесуші заттар табиғатының әсері. Оттектің сутекпен реакциясы, азоттың сутекпен реакциясына қарағанда тез өтеді, себебі, О = O байланысын үзу үшін 942 кДж/моль энергия, ал N ≡ N байланысын үзуге 494 кДж/моль энергия жұмсалады. Яғни екі байланысқа қарағанда үш байланысты үзу қиынға соғады. 2. Жанасу бетінің әсері. Гетерогенді реакциялардың жылдамдығы жанасу бетіне тәуелді. Гетерогенді реакциялар үшін жоғарыда көрсетілген формуладан шығатыны: гетерогенді реакцияның жылдамдығы жанасу бетінің азаюымен арта түседі. Сондықтан көптеген гетерогенді рекциялардың жылдамдығын арттыру үшін кесек заттарды ұсатады. Нәтижесінде жанасу бетінің ауданы азайып, реакция жылдамдығы артады. 

Химиялық реакция жылдамдығына әсер ететін маңызды факторларға әрекеттесуші заттар табиғаты, олардың концентрациясы, температура, жүйеге катализатордың (өршіткінің) қатысуы жатады. Гетерогенді реакцияның жылдамдығы кейбір қосымша факторларға тәуелді, оның ішінде реагенттердің жанасу беті маңызды болып табылады. 1. Әрекеттесуші заттар табиғатының әсері. Оттектің сутекпен реакциясы, азоттың сутекпен реакциясына қарағанда тез өтеді, себебі, О = O байланысын үзу үшін 942 кДж/моль энергия, ал N ≡ N байланысын үзуге 494 кДж/моль энергия жұмсалады. Яғни екі байланысқа қарағанда үш байланысты үзу қиынға соғады. 2. Жанасу бетінің әсері. Гетерогенді реакциялардың жылдамдығы жанасу бетіне тәуелді. Гетерогенді реакциялар үшін жоғарыда көрсетілген формуладан шығатыны: гетерогенді реакцияның жылдамдығы жанасу бетінің азаюымен арта түседі. Сондықтан көптеген гетерогенді рекциялардың жылдамдығын арттыру үшін кесек заттарды ұсатады. Нәтижесінде жанасу бетінің ауданы азайып, реакция жылдамдығы артады.