Reaksiyaning tezligi va aktivlanish energiyasi

|
Reaksiyaning tezligi va aktivlanish energiyasi
|
bet | 11/11 | Sana | 22.02.2024 | Hajmi | 98,71 Kb. | | #160996 |
Bog'liq Fizikaviy kimyo fanining zamonaviy tahlil usullarini o\'rgatishda hamda kimyo texnalogiya sohalarini rivojlantirishdagi o\'rniReaksiyaning tezligi va aktivlanish energiyasi
Reja:
1.Reaksiyaning tezligi temperaturaning ta‘siri
2. Reaksiya tezligiga reagentlar konsentratsiyasining ta‘siri
3.Eruvchining tabiati, ion kuchi
1.Har qanday reaksiyaning tezligi reaksiyaga kirishuvchi moddalarning tabiatiga, konsentratsiya, bosim, temperatura, yorug‘lik, katalizatorlar, erituvchining tabiati va boshqa sharoitlarga bog‘liq bo‘ladi.
Temperaturaning o‘zgarishi reaksiya tezligiga juda katta ta‘sir etadi. Chunki harorat o‘zgarganda reaksiyaning tezlik konstantasi o‘zgaradi.
Reaksiya borayotgan temperatura ko‘tarilagan sari reaksiyaning tezligi orta boradi va temperaturaning bu ta‘siri anchagina sezilarli bo‘ladi.
Vant-Goff qoidasiga muvofiq gomogen reaksiyaning tezligi temperatura 100 ga ko‘tarilganda 2-4 marta ortadi.
00 da reaksiyaning tezlik konstantasi 1 ga teng bo‘lsa, 100 da 2 ga teng bo‘ladi; 200 da 4 ga 300 da 8 ga, 400 da 16 ga, 500 da 32 ga, 600 da 64 ga, 700 da 128 ga, 800 da 256 ga, 900 da 512 ga, 1000 da 1024 ga teng bo‘ladi. Reaksiya tezligi shu tarzda geometrik progressiya tarzida ortib boradi.
Reaksiya tezligining temperatura koeffitsenti tezlik konstantasining temperatura konstantasiga nisbatiga aytiladi va (gamma) yubilan belgilanadi:
1 889 yilda S.Arrenius tezlik konstantasi bilan temperatura o‘rtasidagi bog‘lanishni aniqladi va quyidagi formula bilan
k-reaksiyaning tezlik konstantasi
С va B ayni reaksiya uchun xos konstantalar.
Reaksiya tezligining temperatura o‘zgarishi bilan o‘zgarishi quyidagi diagramma orqali ko‘rinadi. Ko‘rinib turibdiki temperatura ortishi bilan reaksiya tezligi ortadi.
Reaksiya issiqlik effektini to‘g‘ri va teskari protsesslarga oid ikki energetik miqdorlar ayirmasi deb qaraylik:
Е-reaksiyaning aktivlanish energiyasi.
Tezlik konstantasining temperaturaga qarab o‘zgarishini miqdoriy jihatdan ifodalaydigan tenglama Arrenius Vant-Goff qonuni deb ataladi.
Molekulalar orasida bo‘ladigan har qaysi to‘qnashish natijasida ximiyaviy reaksiya vujudga kelavermaydi.
Molekulyar kinetik nazariyaga muvoqiq, temperatura 100 ko‘tarilganda reaksiya tezligi taxminan 2% ortishi kerak, ammo reaksiya tezligi temperaturaning ko‘tarilishi yuilan juda tez ortadi; masalan, temperatura 100 ko‘tarilganda reaksiya tezligi 100-200% ortadi.
Arrenius tenglamasini Vant-Goffning izoxara tenglamasidan keltirib chiqariladi:
Reaksiyaning issiqlik effektini to‘g‘ri teskari protsesslarga oid ikki energetik miqdorlar ayirmasi deb qaraylik:
Bu tenglamadan:
kelib chiqadi.
Uni integrallab:
tenglama hosil bo‘ladi. Bu tenglamalardagi E-reakqiyaning aktivlanish energiyasi deb ataladi. B-intergallash konstantasi
Tezlik konstantasining temperaturaga qarab o‘zgarishini miqdoriy jihatdan ifodalaydigan bu tenglama Arrenius-Vant-Goff qonuni deb ataladi.
Agar reaksiyaning tezlik konstantasi qiymatlari T1 va T2 temperaturalarda topilgan bo‘lsa, bu qiymatlarda foydalanib, reaksiyaning aktivlanish energiyasini hisoblab chiqish mumkin.
Aktivlanish nazariyasi:
1.Molekulalar orasida bo‘ladigan har qaysi to‘qnashish natijasida ximiyaviy reaksiya yuzaga kelavermaydi. Ularning faqat bir qismi reaksiyani vujudga keltiradi.
2.Moleklyar –kinetik nazariyaga ko‘ra, temperatura 100 ko‘tarilganda reaksiya tezligi taxminan 2% ortishi kerak edi. Lekin, reaksiya tezligi temperaturaning ko‘tarilishi bilan juda tez ortadi; masalan, temperatura 100 ko‘tarilganda reaksiya tezligi 100-200% ortadi.
3.Ba‘zi moddalar odatdagi temperaturada uzoq vaqt aralash holda bo‘lsa ham ular orasida ximiyaviy reaksiya sodir bo‘lmaydi. Lekin, aralashma qizdirilsa reaksiya ancha tez boradi. Reaksiyada molekulalar orasdagi to‘qnashishlar soniga bog‘liq holda, ularning tezliklari turlicha bo‘ladi.
4.Agar molekulalar orasida bo‘ladigan har qaysi to‘qnashish natijasida ximiyaviy reaksiya vujvdga kelsa edi, barcha reaksiyalar yashin tezligida sodir bo‘lishi kerak edi.
Shu holatlar hisobga olinib, aktivlanish nazariyasi yaratildi. Hamma molelular orasida bo‘ladigan to‘qnashuvlar natijasida ximiyaviy reaksiya vujudga kelavermaydi, reaksiya ortiqcha energiyaga ega bo‘lgan aktiv molekulalar orasidagi to‘qnashuvlar natijasidagina maydonga keladi.
Molekula ximiyaviy reaksiyaga kirish uchun u to‘qnashish yoki boshqa biror ta‘sir natijasida ortiqcha energiyaga ega bo‘lishi kerak. Aktiv molekulalarning soni ham juda kam bo‘ladi.
Ayni reaksiya amalga oshishi uchun zarur bo‘lgan eng kichik qo‘shimcha energiya miqdori reaksiyaning aktivlanish energiyasi deyiladi. U odatda 1g mol uchun o‘lchanadi va bir necha ming kichik kaloriya bilan o‘lchanadi.
Ximiyaviy reaksiyaning tezligi aktiv va aktivmas molekulalar orasidagi nisbatga bog‘liq. Bu nisbat Boltsman qonuniga binoan, quyidagi tenglama bilan ifodalanadi:
N1 -aktiv molekulalar soni, N0 -barcha molekulalar soni
E-aktivlanish energiyasi, T-absolyut temperatura
R-gaz konstantasi (1,987 kal/mol. grad.)
Formuladagi ifoda “taqsimlanishi funktsiyasi” deb ataladi.
Temperatura ko‘tarilishi bilan taqsimlanish funktsiyasi tez ortadi.
Aktivlanish nazaroiyasi asosida
1) reaksiya tezligining molekulalar to‘qnashishi soniga to‘g‘ri kelmasligini,
2) reaksiya tezligining temperatura koeffitsenti juda katta ekanligini izohlab beradi.
AKTIV KOMPLEKS NAZARIYASI
“Aktiv kompleks” (yoki “o‘tar holat”) nazariyasiga muvofiq dastlabki moddalar “aktiv kompleks”orqali reaksiya mahsulotlariga o‘ta oladi.
Masalan, H2 va J2 o‘zaro to‘qnashganda aktiv kompleks H2... J2 bunyodga keladi. Aktiv kompleksda H – H va J – J masofalar uzluksiz ravishda kattalasha boradi, lekin H – J masofa uzluksiz ravishda qisqaradi. Buning natijasida H – H va J – J tipidagi bog‘lanishlar uziladi, H – J tipidagi bog‘lanishlar esa hosil bo‘ladi:
|
| |