Молекулалық және реттілік

Н3СN2СНз^-С2Н6 + N2 — азометан молекуласының ыдырауы;

Н3СОСН3->-СН4 + Н2 + СО — қос метилді эфирдің ыдырауы;

Екі молекулалық (бимолекулалық) реакциялардың мысалы:

H2+I2-2HI НзССООН + С2Н5ОН-СНзСООС2Н5 + Н2О Үш молекулалық реакциялардың саны аса көп емес. Олар:

2NO+H2-N2O+H2O

2NO+O2-2NO2

Бұдан көп молекулалық реакциялар белгісіз, себебі бір сәтте, бір-ден төрт не бес молекуланың қақтығысып, әрекеттесуі қиын, мүм-кін емес.

Химиялық реакциялардағы реттілік молекулалықпен салыс-тырғанда реакция механизмін көрсете бермейді. Әйтсе де реак-циялардьвд реттілігін білу арқылы жүріп жатқан процестің меха-низмін болжап, оған енетін аралық кіші процестер мен сатылай жүретін реакцияларды анықтауға болады. Егер болжаған реттшік тәжірибе негізінде есептелген реттілікке сәйкес келмесе, онда болжамның дұрыс болмағаны. Шын мәніндегі механизм мен рет-тілікті анықтау үшін қосымша зерттеулер мен деректер қажет екен.C

Реакциялардың реттілігі оның молекулалығына тең не одан кем болуы мүмкін. Сол сияқты реакция реттілігі тек бүтін сан емес бөлшек, тшті теріс сан да болуы мүмкін. Мысалы, фосгеннің 80°С мен 180°С аралығында ыдырауын әуелі химиялық, сосын кинетикалық теңдеумен жазсақ:

СОСІ2-+СО + СІ2=
Ал, сутек пен бромның әрекеттесуі мен кинетикалық теңдеуі күрделірек:H2+Br2+2HBr
Кинетикалық теңдеу өте күрделі механизм бойынша жүретіп химиялық реакциялардағы элементар әрекеттесулердің тек соңғы нәтижесін ғана көрсетеді. Сондықтан күрделі реакциялардағы теңдеуді сипаттап, теңестіретін коэффициенттердің реакция рет-тілігіне ешбір қатынасы болмайды. Концентрация өзгерісі үлкен болса, теңдеудегі коэффициенттерді табу қиындайды. Реагенттер концентрациясы азайған сайын реттілік те өзгереді.

Кинетикалық теңдеулер. Реттілігі бүтін сан болатын реакция-ны қарастырайық. Реттілігі нөл болатын реакциялардың жылдамдығы концентрацияға тәуелсіз:

= k немесе — = k (135)

Химиялық реакция кезіндегі әрекеттесетін заттың кемуі баска фазадан келетін зат есебінен толықтырылып тұратын кезде орын-далады. Бұған суда өте нашар еритін күрделі эфир қабаты молы-рақ болған жағдайдағы оньщ сумен сабындалу реакциясына түсуі мысал болады. Сондай-ақ процесс жылдамдығы сырттан берілетін энергия мөлшерімен анықталса мүндай реакциялардың реттілігі нөл болады, яғни оны нөлдік реттіліктегі реакция дейді. Бұған фотохимиялық реакциялар мысал болады. Өйткені мұндағы реакциялардың жылдамдығы концентрация мөлшерімен емес, осы процеске берілетін сәуле қуатымен, оньщ әсер ететін уақытымен анықталады. Сол сияқты катализатордьщ қатысуымен жүретін реакциялар да реагент концентрациясына тәуелсіз, тек катализатор мөлшеріне, активтілігіне байланысты.

Бірінші ретті реащиялардын жылдамдығы: = k-С немесе — = k-С (136)
Бірінші ретті реакция жылдамдығының теңдеуі арқылы бір моле-кулалық (мономолекулалық) реакциялардың, сол сиякты күрделі механизм бойынша жүретін кейбір реакциялардьщ, мысалы, фруктоза мен глюкоза молекулаларына ыдырайтын сахарозанын, гидролиздену реакциясы жылдамдықтары өрнектеледі. Соңғы реакция екі молекулалық (бимолекулалық) болса да, онда су өте көп болғандықтан бүл реакцияньщ жылдамдығы тек сахароза концентрациясымен анықталады.

Екінші ретті реакция жылдамдығы: = kСгС2 (137) СІ = С2 болса, = kС2 (138)

Жылдамдығы екінші ретті реакция теңдеуімен анықталатын ре-акцияларға мыналар жатады: галогендердің сутекпен әрекетте-сіп, галогенсутек түзуі; ацетосірке эфирінің сабындалуы; кез кел-ген екі химиялық элементтің өзара әрекеттесуі, т. б. Үшінші ретті реакция жылдамдығы: = kС1-С2-С3 (139а) СІ = С2 = С3 болса, = kС3 (139)

Мысалы, азот (II) оксидінің тотығу реакциясы үшінші ретті реакция болады: 2NO+O2—2NO2

Нөлдік, бірінші, екінші, үшінші және одан да жоғарғы ретті реакцияларға арналған концентрацияның уақытқа байланысын көрсету үшін С = С0 және t=0 шартындағы бұл реакциялардың дифференциалды түрдегі жылдамдығын интегралдау қажет.

Нөлдік ретті реакция (135) теңдеуді интегралдасақ:

Сo-С=kt (135 а)

Бұдан әрекеттесетін зат концентрациясы уақыт өткен сайын түзу сызықты байланыс бойынша кемитіні көрінеді. Мұндағы констан-та өлшемі жылдамдық өлшемімен бірдей. (135 а) теңдеуіне С= = С0/2 мәнін қойып, жартылай әрекеттескен зат мөлшері арқылы, оған кеткен жартылай уақытты (1/2 ) табады.

12= (1356) (136) теңдеуді интегралдасақ:

1п (136 а)

= (136)

Реакция ретін анықтау әдістері. Реакциялардың ретін анықтау үшін шешуі барынша жеңіл, қарапайым кинетикалық теңдеуді қолданады. Әрине, мұндай теңдеуді құрастыру мақсатымен іс жүзіндегі тәжірибелерді түрақты және айнымалы мәндегі концентрацияда алынған реагенттерді әрекеттестіреді. Мұндайда химиялык реакция теңдеуіндегі коэффициенттерді 1-ге тең етіп алған ьнғайлы. Қейде тек бірақ реагентті ғана бақылап өлшейді де басқа заттарға назар аудармайды, өйткені осы бакылаудағы заттың өзгерісі, басқалармен тікелей байланыста ғой. Сонымен аз мөлшерде

алынған концентрация бойынша осы реагенттің реакциядағы ретін анықтайды. Енді мұндай істі процеске қатынасы бар басқа реагент-терге қолданып, олардың да әркайсысының ретін табады. Сөйтіп табылған жеке реагенттердің ретін жинақтай отырып, жалпы ре-акция ретін анықтайды. Реакция ретін анықтауда барынша жиі кездесетін әдістерді қарастырайық.

1. Орынға қою әдісі тәжірибе кезінде алған мәліметтерді пай-даланады. Ол үшін жылдамдықтың уақытқа байланысын өрнек-тейтін теңдеулерге алдын ала жүргізген тәжірибеден алған дерек-терді қойып, олардың қайсысына сәйкес екенін анықтайды. Егер осы теңдеулердің қайсысы реакция жылдамдығының константасы-на тура келсе, онда бұл реакция осы теңдеу өрнектейтін реттілікте болады.

2. Вант-Гофф әдісі (графикалық әдіс). Бұл әдіс бойынша тәжі-рибе кезінде алынған нақтылы деректерді логарифмдеп,(Ig=f(IgC) график тұрғызады. Егер = k-Сп теңдеуді логарифмдесе: Ig=Igk+nIgC

Бұл теңдеудегі Ig -нің Ig С-ге тәуелділігі түзу сызықты болуы ке-рек, ал осы түзудің көлбеулігін керсететін тангенс бүрышы реак-ция ретін нұсқайды. Мүнда жылдамдык шамасын = f(С) тәуелді-лігіне қатынасы бар кинетикалық қисықты графикалық жолмен дифференциалдап табады.

3. Оствальд әдісі өлшемді уақыт аралығында заттардьщ кон-центрациясы белгілі бір санға азайғанына негізделген. 5-таблица-ғы n-ретті реакцияға қатынасы бар теңдеу шешіміне сүйене оты-рып, концентрация v рет азаятын уақыт үшій і (С— С0) мәнін қойса; немесе оны логарифмдесе Ig (140a) Ig қатысының графигін тұрғызса, онда көлбеулік бұрышынын, тангенсі (n— 1)-ге тең болатын түзу сызық шығады. Реакция ретін анықтау үшін әуелгі концентрациялары әртүрлі болатын тәжірибе жүргізіп, ондағы концентрациялар рет кеміген-ге сәйкес болатын уақытты табады. Тәжірибе кезінде алынған қисық сызықтардың біреуіндегі әр түрлі нүктелердің бірін реак-ция басталуына теңеп есептейді.

1.https://referattar.kazaksha.info/%d1%85%d0%b8%d0%bc%d0%b8%d1%8f%d0%bb%d1%8b%d2%a3-%d0%ba%d0%b8%d0%bd%d0%b5%d1%82%d0%b8%d0%ba%d0%b0