§ 23. АКТИВТЕНДІРУ ЭНЕРГИЯСЫ

Химиялық реакция жылдамдығын өрнектейтін өлшемдердін, арасындағы маңызды шамалардың бірі — жылдамдық констан-тасы. Ол, әсіресе, реакция жүретін ортаньщ температурасына ті-келей байланысты. Температура реагент концентрациясына, ал реакция реттілігі температура аса көп жоғарыламаған жағдайда өзгеріссіз қалады. Тәжірибе көрсетіп отырғандай, температура жоғарылаған сайын, реакцияның жылдамдығы артып, жылдам-дық константасы өседі. Жалпы реакция температурасын әрбір он градусқа көтергенде гомогенді реакцияның жылдамдығы 2—4 еседей артады. Мұны Вант-Гофф ережесі дейді және оны келесі теңдеумен өрнектейді:

Жылдамдық константасының температураға тәуелділігін тә-жірибе кезінде табылып, тұжырымдалған Аррениус теңдеуі дә-лірек өрнектейді:

Бұл теңдеу түзу сызықты кескіндейтін болрандықтан, ондағы реакция жылдамдығының логарифмдік константасы, осы реакция температурасының кері қатынасына тура пропорционалды неме-се түзу сызықты тәуелділікте болады. А және В тұрақты шама және оның мәнін тәжірибе кезінде әр түрлі температурада өлшеп тапқан жылдамдық константаларының мәні бойынша есептеп табады.Бұл (145) теңдеу бойынша көптеген химиялык реакция-лардың шарты дәл орындалып, есептеуі тура шығады. 34-суретте газды фазада жүретін сутекті иодтың сутек пен иодқа ыдырау реакциясына тиісті есептеулер мен графиктер (145) теңдеу бо-

йынша жүргізілген. Ординатаға әр түрлі кері температураға сәй-кес келетін осы реакция жылдамдығының логарифмдік констан-тасы өрнектелсе, абсциссаға кері температура мәні жазылған. Мұндағы кері температура — абсолюттік температура. Абсцисса осіне көлбеу болып қиылысатын tg а бұрышын анықтау үшін ак-тивтендіру энергиясы (Е) жайлы түсінік енгізеді.

Молекулалар реакцияға түсу үшін олар әуелі бірімен-бірі кез-десш, қақтығысуы керек. Қысымы аса аз емес газды ортадағы молекулалар арасындағы қақтығысуды есептегенде, олардьщ өте көп екені байқалады. Барлық қақтығысудың нәтижесінде химия-лық әрекеттесу болса, онда реакция лезде бітер еді. Ендеше кез келген қақтығысу әсерлі емес екен. Олай болса осы кақтығыскан молекулалардың арасында жоғары энергиясы барлары ғана әре-кеттеседі. Әрбір реакцияға тән активтендіру энергиясы болып және ол энергия молекулалардағы орташа шамадан біршама жо-ғарылау мәнге иеленіп, реакция жүруін қамтамасыз етуі керек. Мұндағы активтендіру энергиясы әрекеттесетін заттың моліне есептеледі.

Активті молекулаларды сипаттау үшін ішкі энергияның ерек-ше түрлері жоқ. Активті молекулада ілгерілемелі не айналмалы қозғалыстың жоғарылаған кинетикалық энергиясы, атом немесе атом топтарындағы тербелмелік энергияның басымырақ, элек-трондар энергиясының артықтау болуы мүмкін.

Артық энергия алудьщ жолдары мен көздері сан алуан: экзо-термиялық реакция кезінде бөлінетін жылу не реакция жүретін ортаға тыстан енгізілген жылу әсерінен пайда болатын термиялық активтендіру; әр түрлі жарықтың сәуле таратуы арқылы ак-тивтендіру (сәуле, радиация, ультрадыбыс); ядролык ыдырау не электр разряды кезінде пайда болатын, аса жылдам бөлшектер әсерінен туындайтын активтендіру нәтижесінде энергия алынады.

Алдымен термиялық жолмен активтендіру энергиясын карас-тырайық. Мұндай жағдайда системада молекулаларды жылдам-дық пен энергия бойынша әр кез таратып отыратын максвелл-больцмандық үлес және оны сүйемелдейтін жағдай бар деп есептейді. Бұл айтылғанға сәйкес газды системадағы молекулалардың әйтеуір белгілі бір бөлігінде артық энергия болады. Егер молекуланың энергиясы оның активтендіру энергиясынан артық не тең болса, онда е~^ЕІКТ болады. Система температурасын жоға-рылатқанда бұл энергияны молекулалар арасында тең таралып, оның үлесі артады. С. Аррениус активтендіру энергиясының жай қатынас аркылы қарапайым ғана байланыста болатынын көрсетті: