Химиялық реакцияның жылдамдық тұрақтысы, оның физикалық мәні
Орындаған: Тынысбек Аружан
Әуез Аяжан
Урингали Аяжан
Шәкен Ырысты
Химиялық реакцияның жылдамдығын және оған әсер ететін факторларды (температура, концентрация, қысым, жанасу бетінің аумағы, катализатор) зерттейтін химияның саласы химиялық кинетика деп аталады.
Химиялық реакцияның жылдамдығын және оған әсер ететін факторларды (температура, концентрация, қысым, жанасу бетінің аумағы, катализатор) зерттейтін химияның саласы химиялық кинетика деп аталады.
Химиялық реакциялардың жүру заңдылықтарымен танысу үшін мынадай түсініктерге және заңдарға анықтама берейік
Фаза және гомогенді және гетерогенді жүйелер
химиялық реакциялардың жылдамдығы
әрекеттесуші массалар заңы
Вант-Гофф ережесі
Катализ және катализатор.
Фаза, гомогенді және гетерогенді жүйелер
Фаза – гетерогенді (әртүрлі) жүйенің біртекті бөлігі. Мысалы, О˚С су үш агрегаттық күйде болып: мұз, су мен бу – үш фазадан тұратын гетерогенді жүйе түзеді: қатты фаза – мұз, сұйық – су және газтекті фаза – бу.
Гомогенді жүйелерде әрекеттесетін заттардың агрегаттық күйі бірдей немесе бір фазаның көлемінде жүретін реакцияларды гомогенді реакциялар деп атайды.
Гетерогенді жүйелер бірнеше фазадан тұрады; әрекеттесуші заттар әр түрлі агрегаттық күйде болатын реакцияларды гетерогенді реакциялар деп атайды
Химиялық реакциялардың жылдамдығы
Химиялық реакцияның жылдамдығы уақыт өлшемінде әрекеттесетін заттардың немесе түзілген өнімдерінің біреуінің зат мөлшері жүйенің белгілі бір көлемінде (гомогенді реакция) немесе фаза бетінің аудан бірлігінде (гетерогенді реакция) өзгеруін айтады.
Гомогенді реакция жүйенің бүкіл көлемінде жүреді:
△υ=±△v/V⋅△t
мұнда: ∆υ – реакцияның орташа жылдамдығы, моль/л · с;
∆ν(ню) – зат мөлшерінің өзгеруі, моль;
V – жүйенің көлемі, л;
∆t – уақыт интервалы, с.
Химиялық реакцияның жылу жылдамдығының шамасы оң таңба болу үшін математикалық өрнектеуінің алдында оң және теріс таңбалар қойылды.
Химиялық реакцияның жылу жылдамдығының шамасы оң таңба болу үшін математикалық өрнектеуінің алдында оң және теріс таңбалар қойылды.
Себебі егер химиялық реакцияның жылдамдығын реагенттердің мөлшерінің өзгеруі бойынша есептегенде, реакция кезінде бастапқы заттардың мөлшері азаяды да, реакцияның жылдамдығы теріс шама болмау үшін 1 – теңдеуде (-) таңба қойылған.
теңдеуде △υV қатынасы заттың молярлық концентрациясын көрсетеді.
△υ=±△C/S⋅△t(3) , мұнда S – реакция өтетін фаза бетінің ауданы.
Гетерогендік реакцияның жылдамдығы жанасу бетінің шамасына және араластыру жылдамдығына тәуелді болады.
Әрекеттесуші массалар заңы
Әрекеттесуші массалар заңы: химиялық реакцияның жылдамдығы әрекеттесуші заттардың концентрацияларының көбейтіндісіне тура пропорционал.
Мынадай реакцияны қарастырайық:
aA+bB→cC+dD
Мұнда А, В, С, D – газ және сұйық күйдегі заттар, ал а, в, с, d – реакция теңдеудегі стехиометриялық коэффициенттер.
Осыдан әрекеттесуші массалар заңы математикалық түрде былай бейнеленеді:
υ=k⋅CAa⋅CBb
мұнда СА және СВ – А және В заттардың молярлық концентрациялары, k – пропорционалдық коэффициенті немесе берілген реакцияның жылдамдық константасы.
Вант-Гофф ережесі
Вант-Гофф ережесі: гомогенді жүйелерде химиялық реакциялардың жылдамдығы әрбір 10 градусқа көтергенде шамамен 2-4 есе артады.Вант-Гофф ережесін, математикалық теңдеуі жылдамдықтардың қатынасы арқылы өрнектеледі:
υT2υT1=γT2−T110∘C
мұнда υT1 – бастапқы температурадағы реакция жылдамдығы;
υT2 – соңғы температурадағы және соңғы реакция жылдамдығы;
Т1 және Т2 бастапқы және соңғы температуралар;
γ – температуралық коэффициент, ол – температураны 10˚C - ға жоғарылатқанда белгілі реакция жылдамдығының неше есе өсетінін көрсететін сан, 2≤γ≤4
Катализ және Катализатор
Катализ: катализаторлардың әсерінен химиялық жылдамдықтың өзгеруі.
Катализаторлар, өршіткілер – химиялық реакцияның жылдамдығын өзгерте алатын, бірақ реакция өнімдерінің құрамына кірмейтін заттар.
