1. Термодинамика және статистикалық физика макроскопиялық жүйелерде болатын физикалық процестерді зерттейді. Макроскопиялық жүйе
жүктеу/скачать 0,78 Mb.
|
doc1548272458
- Бұл бет үшін навигация:
- Орынға қою әдісі
- Ванг- Гофф әдісі (графмкалық әдіс)
- Оствальд әдісі
| Реакция ретін анықтау әдістері. Реакциялардың ретін анықтау үшін шешуі барынша жеңіл, қарапайым кинетикалық теңдеуді қолданады. Әрине, мұндай теңдеуді құрастыру мақсатымен іс жүзіндегі тәжірибелерді тұрақты және айнымалы мәндегі концентрацияда алынған реагенттерді әрекеттестіреді. Мұндайда химиялық реакция теңдеуіндегі коэффициенттерді 1-ге етіп алған ыңғайлы. Кейде тек бір-ақ реагентті ғана бақылап өлшейді де басқа заттарға назар аудармайды, өйткені осы бақылаудағы заттың өзгерісі,басқалармен тікелей байланыста ғой. Сонымен аз мөлшерде
1-кесте
алынған концентрация бойынша осы реагенттің реакциядағы ретін анықтайды. Енді мұндай іске қатынасы бар басқа реагенттерге қолданып, олардың да әрқайсысының ретін табады. Сөйтіп табылған жеке реагенттердің ретін жинақтай отырып, жалпы реакция ретін анықтайды. Реакция ретін анықтауда барынша жиі кездесетін әдістерді қарастырайық. 1.Орынға қою әдісі тәжірибе кезінде алған мәліметтерді пайдаланады. Ол үшін жылдамдықтың уақытқа байланысын өрнектейтін теңдеулерге алдын ала жүргізетін тәжірибеден алған деректерді қойып, олардың қайсысына сәйкес енетінін анықтайды. Егер осы теңдеулердің қайсысы реакция жылдамдығының константасына тура келсе, онда бұл реакция осы теңдеу өрнектейтін реттілікте болады. 2.Ванг- Гофф әдісі (графмкалық әдіс). Бұл әдіс бойынша тәжірибе кезінде алынған нақтылы деректерді логарифмдеп, (lg υ==f(lg C)) график тұрғызады. Егер υ=k∙Сn теңдеуді логарифмдесе: lg υ=lgk+nlgC Бұл теңдеу lg υ-нің lgC –ге тәуелділігі түзу сызықты болу керек, ал осы түзудің көлбеулігін көрсететін тангенс бұрышы реакция ретін нұсқайды. Мұнда жылдамдық шамасы υ=f(С) тәуелділігіне қатынасы бар кинетикалық қисықты графикалық жолмен дифференциалдап табады. 3.Оствальд әдісі өлшемді уақыт аралығында заттардың концертрациясы белгілі бір санға азайғанына негізделген. 5- кестедегі n- ретті реакцияға қатынасы бар теңдеу шешіміне сүйене отырып, концентрация υ рет азайатын уаұыт үшін (С-Со) мәнін қойса: Τ1/2=1∕k∙1∕n−1∙υn-1/Co n-1 немесе оны логарифмдесе lg τ1/2=lgυn-1-1/k(n-1) - (n-1)lg Co lg τ1/2= f(lgCo) қатынасының графигңн тұрғызса, онда көлбеулік бұрышының тангенсі (n-1)-ге болатын түзу сызық шығады. Реакция ретін анықтау үшін әуелгі концентрациялары әртүрлі болатын тәжірибе жүргізіп, ондағы концентрациялар рет кемігенге сәцкес болатын уақытты табады. Тәжірибе кезінде алынған қисық сызықтардың біреуіндегі әртүрлі нүктклердің бірін реакция бастаулына теңеп есептейді. Бұл әдістің салдары ретінде зат алмасуына, реакция жүруіне, заттардың ыдырауына арналған жартылай уакытты қарастырады. Бұл уақыттар 5-кестеде әр реттілік үшін арнайы келтірілген. Дәріс №10 Тақырыбы : Күрделі реакциялардың кинетикасы. Катализ. Параллель реакциялар. Реакция жылдамдығына әрекеттесуші заттар табиғатының әсері. Әрбір химиялық заттың реакцияға түсу қабілеті әртүрлі. Мысалы, бірдей жағдайда магний темірге қарағанда тұз қышқылымен жылдам әрекеттеседі. Тұз қышқылымен жылдам әрекеттесетін магний сірке қышқылымен едәуір баяу әрекеттеседі. Реакция жылдамдығына әрекеттесуші заттардың концентрациясының әсері. Заттар бір –бірімен әрекеттесу үшін өзара соқтығуы керек. Неғұрлым берілген көлемде әрекеттесуші заттардың молекуласы көп болса, яғни ерітінді концентрациялы болса, онда олардың бөлшектерінің соқтығысуы көп болады. Реакция жылдам жүреді. Бірақ барлық өзара соқтығысу химиялық реакция туғызбайды. Тек актив молекулалар өзара соқтығысса ғана реакция жылдам жүреді. Демек, әрекеттесуші заттардың концентрациясы мол болса, онда актив молекулалардың үлесі көп болады. Демек, реакцияда жылдам жүреді. Жоғарыда берілген реакция үшін реакция жылдамдығының әрекеттесуші заттардың концентрациясына байланыстылығын мна теңдеумен өрнектеуге болады: =K*[А][В], мұндағы - / реакция жылдамдығы; [А] және [В] әрекеттесуші заттардың концентрациясы; К – жылдамдық константасы. Бұл формуладан химиялық реакция жылдамдығы әрекеттесуші заттардың концентрациясына тұра пропорциянал екенін көреміз. Жылдамдық констанцасы (К) реакция жылдамдығының әрекеттесуші заттардың табиғатына, температураға және катализатор қатысына тәуелділігін көрсетеді. Егер реакцияға қатысушы заттардың концентрациялары А =В=1моль/л деп алсақ, онда жылдамдық константасы тұрақты температурада реакция жылдамдығына тең болады. Химиялық реакция жылдамдығына катализатор әсері. Катализатор – химиялық реакцияның жылдамдығын арттыратын, өзі реакция нәтижесінде өзгеріссіз қалатын зат. Катализатор ролін металдар және олардың құймалары, оксидтер, қышқылдар, негіздер және т.б. анорганикалық және органикалық заттар атқарады. Реакция жылдамдығының катализатор қатысында өзгерісін катализ деп атайды. Катализ реакцияға қатысушы заттар мен катализатордың агрегаттық күйіне байланысты гомогенді және гетерогенді болып екіге бөлінеді. Гомогенді катализде катализатормен әрекеттесуші заттар бірдей агрегаттық күйде болады. Мысалы, сахарозаның қышқыл қатысында инверсиялануы. Гетерогенді катализде катализатор мен әрекеттесуші заттар әр түрлі агрегаттық күйде болады. Мысалы, сутек асқын тотығының марганец диоксидінің қатысында ыдырауы. Катализатор химиялық реакцияны не жылдамдатады, не баяулатады. Реакцияны жылдамдататын катализаторларды «оң», ал баяулататын катализаторларды «теріс» катализаторлар деп атаймыз. Мысалы, аммияк синтезінде темір оң катализатор ролін атқарса, майлардың тотығуын баяулататын лимон қышқылы теріс катализатор болып саналады. Казіргі кезеңде химиялық өнімдердің 85% астамы катализатор қатысында өндіріледі. Химиялық реакция жылдамдығына температураның әсері. Вант – Гофф ережесі бойынша температураның әр бір 10 С арттырғанда химиялық раекцияның жылдамдығы шамамен 2 – 4 есе артады. Оны математикалық тілмен өрнектейтін болсақ:
мұндағы және температура t1 және t2 болғандағы реакция жылдамдығы; – t1 және t2 температуралардағы жылдамдық константалары; - температураны 10С арттырғанда реакция жылдамдығының неше есе артатындығын көрсететін температуралық коэффициент. Оның мәні мына формуламен анықталады: немесе мұндағы және +10 температура t1 және t2 болғандағы, реакция жылдамдықтары; және +10 t1 және t2 температуралардағы жылдамдық константалары. Әрекеттесуші заттардың молекулаларын активті күйге келтіру үшін қажетті энергияны активтендіру энергиясы деп атайды. Nакт = Nж * е - мұндағы Е- активтендіру энергиясы, Дж/моль; R – газ тұрақтысы, Дж/моль Т – температура, К, е – натурал логорифм негізі. Бұл теңдеуден реакция жылдамдығы молекулалардың жалпы санына емес активті молекулалардың концентрациясына пропорциянал болуы керек екенін көрсетеміз. Химиялық реакцияның жылдамдық константасымен температура арасындағы тәуелділікті Аррениус теңдеуімен анықтауға болады. К = А * е - Мұндағы А – тұрақты шама, Е – активтендіру энергиясы, Т – абсолюттік температура, R – универсал газ тұрақтысы. Аррениус теңдеуі бойынша активтендіру энергиясын(Е) екі жолмен анықтауға болады. жүктеу/скачать 0,78 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|