Katalizatorlar ta'siri (kataliz) - Navoiy kon-metallurgiya kombinati navoiy davlat konchilik instituti nukus filiali

|
Navoiy kon-metallurgiya kombinati navoiy davlat konchilik instituti nukus filiali
|
bet | 40/91 | Sana | 26.11.2023 | Hajmi | 0,73 Mb. | | #105837 |
Bog'liq Navoiy kon-metallurgiya kombinati navoiy davlat konchilik instit-fayllar.orgKatalizatorlar ta'siri (kataliz)
Katalizatorlar ta'sirini o’rganishdan avval sistemalar haqida qisqacha to’xtalib o’tamiz. Moddalar aralashmasi yoki bir moddaning ikki yoki undan ortiq agregat holati aralashmasi sistema deb ataladi. Sistemalar ikki xil bo’ladi.
Gomogen sistemalar. Bularga gazlar aralashmasi, suyuqliklar aralashmasi yoki eritmalar kiradi.
Geterogen sistemalar. Kimyoviy tarkibi yoki fizik xossalari bilan bir-biridan farq qiluvchi va sirtlari bilan ajralib turgan yoki bir necha sohalari bo‘lgan sistema geterogen sistema deyiladi.
Gomogen sistemalar bir fazali bo‘ladi, geterogen sistemalar ko‘p fazali bo‘ladi.
Sistemani hosil qilgan moddalar komponentlar deb ataladi. Masalan: muz, suv, gaz bir komponent uch fazali sistema deyiladi. «Katalizatorlar reaksiya tezligini o‘zgartiruvchi, ammo o‘zi kimyoviy va miqdoriy jihatdan o‘zgarmaydigan moddalardir».
«Reaksiya tezligining katalizator ta'sirida o’zgarishi «kataliz» deb ataladi». Manfiy va musbat katalizatorlar mavjud.
Ko‘p katalitik reaksiyalarda katalizatorlar oraliq mahsulot sifatida ishtirok etadi. Masalan: NH3 bilan HCl o’zaro ta'sir etib, ammoniy xlorid hosil qiladi. Bu reaksiyada suv bug‘i yaxshi katalizator vazifasini o‘taydi. Bunda suv oraliq modda tarkibiga kiradi, so‘ngra ajralib chiqadi.
NH3+H2O=NH4OH ; NH4OH+HCl=NH4Cl+H2O. Bunday tipdagi reaksiyalarni umumiy holda quyidagicha ko’rsatish mumkin. A+V=AV ; K- katalizator
А+ K = AK ; AK + V = AV + K ; ya'ni А+ V = AV.
Barcha katalitik jarayonlar gomogen va geterogen katalizga bo‘linadi.
Gomogen katalizda reaksiyaga kirishayotgan moddalar ham, katalizator ham bir xil fazada bo‘ladi.
Geterogen katalizda reaksiyaga kirishuvchi moddalar va katalizator boshqa fazada bo‘ladi.
Azot va vodoroddan ammiak sintez qilishda temir katalizator vazifasini o‘taydi. Sulfid angidrid R katalizatori ishtirokida sulfat angidridga aylanadi. Bular geterogen katalizga kiradi. Katalizatorning reaksiyalarni tezlatishiga sabab asosan quyidagilardir. Reaksiyaga kiruvchi gaz yoki moddalar qattiq katalizator yuzasiga adsorbillanadi. Buning natijasida ular orasidagi bog‘ zaiflashadi, defortatsiyaga uchraydi. (hatto butunlay uziladi). Har qanday kimyoviy reaksiyaga kirishuvchi moddalardagi boglar uzilib, yangi bog'lar hosil bo’lganligidan bu jarayonda ma’lum energiya sarf bo‘ladi. (Molekulalarni energiyasi qisman uzishga sarf qiladi).
Katalizator ta' sirida ichki boglar zaiflashuvi sababli aktivlanish energiyasi kamayadi va natijada reaksiya tezlanadi.
Katalizatorlar kimyo sanoatida g‘oyat katta ahamiyatga ega. Nihoyatda sekin boradigan va foydalanish aslo mumkin bo‘lmagan reaksiyalar katalitik usullar bilan olib boriladi. Sulfat kislota, ammiak, spirt, kauchuk kabi muhim mahsulotlar sanoatda katalitik usullar bilan ishlab chiqariladi.
O‘simlik va hayvon organizmlarida, jumladan inson organizmlarida boradigan barcha fiziologik jarayonlarning hammasi katalizatorlar yordami bilan boradi.
Organizmdagi katalizatorlar fermentlar yoki ekzimlar deb ataladi.
Ikki qarama-qarshi yo‘nalishda boradigan protsesslar qaytar jarayonlardir. Qaytar jarayonlar ikki qarama-qarshi strelkalar bilan ko‘rsatiladi.
(1) mA + nB pC + qD yoki CO2 + H2^ CO + H2O
Birinchi tenglamadan to’g’ri va teskari reaksiyalar tezliklari massalari ta'siri qonuniga asosan quyidagicha bo’ladi.
Vi = Ki [A]m • [B]n V2= K2 [C]p- [D]q
Qaysi to’g’ri reaksiyaning tezligi bilan teskari reaksiyaning tezligi o’zaro teng bo’lgandagina kimyoviy muvozanat qaror topadi, ya'ni V1 =V2 : o’rniga qo’ysak. K1[A]m • [B]n = K1[C]p [D]q ana shu holat kimyoviy muvozanat deyiladi. Bunday
[C]p • [D]q ikki konstanta qiymati ham konstanta
Ki =
K2 [A]m • [B]n bo’lganligidan uni K bilan almashtiramiz.
[C]p • [D]q
K = (2) kelib chiqadi. K - ayni reaksiya uchun
[A]m • [B]n
kimyoviy muvozanat konstantasi deb ataladi va bu matematik ifoda quyidagicha ta'riflanadi. —Kimyoviy muvozanat vaqtida reaksiyada hosil bo’lgan moddalar konsentratsiyalari ko’paytmasining dastlabki moddalar (reaksiyaga olingan moddalar) konsentratsiyalar ko’paytmasiga nisbati o’zgarmas haroratda o’zgarmas kattalikdir”.
K ning qiymati reaksiyaga kirishuvchi moddalarning tabiatiga va haroratiga bog’liq, lekin aralashmadagi moddalarning konsentratsiyasiga, bosimga, begona qo’shimchalar ishtirok etish etmasligiga bog’liq emas. Katalizator faqat muvozanat holatining qaror topishing tezlatishi mumkin lekin reaksiyaning unumini oshira olmaydi.
Kimyoviy muvozanat kostantasini konkret misol ustida ko’rib chiqaylik.
Vodorod va yoddan vodorod yodid hosil bo’lish reaksiyasi H2 + J2 2HJ bilan
ifodalanadi.
Ki [H2] [J2]
To’g’ri reaksiyaning tezligi teskari Vi
V2 = K2 [HJ]2
Vaqt o’tishi bilan V1 kamayib, V2 oshib boradi va ma'lum vaqtdan keyin to’g’ri va teskari reaksiyalar tezligini tenglashgandan keyin (Vi=V2) kimyoviy muvozanat qaror topadi.
K1 -[H2][J2]=K2-[HJ]2 Ki = [HJ]2/ K2 [H2][J2] ; K = Ki/ K2 ; K= [HJ]2/[H2][J2] Kimyoviy muvozanatda harakat to’xtamaydi, chunki bu holatda vaqt birligi ichida to’g’ri reaksiyada necha molekula HJ hosil bo’lsa, teskari reaksiyada shuncha molekula HJ elementar H2 va J2 ga parchalanadi.
Agar reaksiyaga kirishuvchi moddalarning bir yoki hammasi gaz holatida bo’lsa, muvozanat kostantasi parsil bosimlar bilan ifodalanadi.
= p r •p 2 / p m •p n
Shuni qayd qilish kerakki massalar ta'siri qonuni faqat eritmadagi va gaz xolidagi moddalar uchun taqluqlidir. Agar shu moddalar bilan birgalikda qattiq holdagi moddalar uchrasa u holda reaksiya tezligi faqatgina gaz holida erigan moddaning konsentrasiyasigagina bog’liq bo’ladi, qattiq moddaning konsentratsiyasiga bog’liq emas.
Masalan:
Oltingugurtning yopiq kimyo reaksiyasini olsak
S + O.^ SO2 K= [SO2] [O2]
2.Ohaktoshning parchalanish reaksiyasi
СаСОз^ CaO + CO2 K = [CO2]
[CO]2
3. CO2 + C 2CO K=
[CO2]
|
| |