Әсер етуші массалар заңы (Гульдберг және Вааге заңы). Әсер етуші массалар заңы

жүктеу 25,66 Kb.

бет	1/2
Дата	03.11.2022
өлшемі	25,66 Kb.
	#39994

1 2

Әсер етуші массалар заңы

Әсер етуші массалар заңы (Гульдберг және Вааге заңы).
Әсер етуші массалар заңы
1867 жылы Норвегия ғалымдары Гульдберг және Вааге әсер етуші массалар заңын ұсынды.
“Тұрақты температурада химиялық реакцияның жылдамдығы реакцияласушы заттардың концентрациясының көбейтіндісіне тура пропорционал”. Осы заңды химиялық кинетиканың негізгі заңы дейді.
Мысалы мынадай реакция үшін
Н2 + І2 ( 2HІ
V = k [Н2] [І2]
Тура және кері бағытта жүретін реакциялардың жылдамдықтары тең болған кезде химиялық тепе-теңдік орнайды. Химиялық тепе-теңдік орнаған кезде реакция тоқтап қалмайды, тек екі процестің жылдамдығы теңеседі, сондықтан тепе-теңдік динамикалық болып саналады. Тура реакцияның жылдамдығы V1 кері реакцияның жылдамдығы V2. Егер V1 = V2 болса динамикалық тепе-теңдік орнайды дейміз.
Әсер етуші массалар заңы
V1 = k1 [Н2 ] [ І2 ]
V2 = k2 [HІ]2
Тепе- теңдік кезінде V1 = V2 , сондықтан k1 [Н2 ] [ І2 ] = k2 [HІ]2
(Теңдеуден k1 табамыз, сосын k2 -ге бөлеміз).
Cонда k1 [HІ]2
____ = ___________
k2 [Н2 ] [ І2 ]
k1 және k2 тұрақты сандар, сондықтан олардың арақатынасы да тұрақты:
k1 [HІ]2
К = ____ немесе К = ________
k2 [Н2 ] [ І2 ]
бұл тепе-теңдік константасы.

Әсер етуші массалар заңы: Тұрақты температурада химиялық реакцияның жылдамдығы реакцияласушы затардың концентрациясының көбейтіндісіне тура пропорционал. Мысалы: А+B=C+D реакциясы үшін:

ʋ=k[A][B]
Мұнда [A], [B] – заттардың молярлық концентрациялары, k− жылдамдықтың константасы.
Егер реакцияға заттың бірнеше молекуласы түссе, олардың санын концентрациясының дәрежесі арқылы көрсетеді. Мысалы: мынадай реакция үшін: 2A+B=A2B жылдамдықтың өрнегі былай жазылады ʋ=k[A]2[B] .
Химиялық реакция жүрген кезде әрекеттесетін молекулалар санын реакцияның молекулалығы деп атайды. Егер қарапайым актіге бір ғана молекула қатысса, реакцияны мономолекулалық деп атайды, сол сияқты екі молекула қатысса, реакция − бимолекулалық, ал үш молекула қатысатын реакциялар тримолекулалық деп аталады.
Реакция жылдамдығына температураның әсер етуін Вант-Гофф ережесі көрсетеді: температураны әрбір 100C- қа көтергенде реакцияның жылдамдығы 2−4 есе артады. Бұл ереже былай жазылады:
γ= ʋ t+10/ ʋt=kt+10/kt =2−4 Vt2/ Vt1= γt2-t1/10
Мұнда γ − жылдамдықтың температуралық коэффициенті, мәні 2 − 4 аралығында.
Белсенді массалар заңы тепе-теңдік кезіндегі химиялық реакциялардағы әрекеттесуші заттардың массалары арасындағы қатынасты, сондай-ақ химиялық реакция жылдамдығының бастапқы заттардың концентрациясына тәуелділігін белгілейді.
Әсер ету массалар заңы тек газдар мен сұйық заттарға (біртекті жүйелер) қатысты және қатты заттар (гетерогенді жүйелер) қатысатын реакциялар үшін орындалмайды. Кинетикалық түрдегі әрекет ететін массалар заңы (кинетиканың негізгі теңдеуі) элементар химиялық реакцияның жылдамдығы элементар реакция үшін реакция теңдеуіндегі стехиометриялық коэффициенттерге тең дәрежелердегі реактивтер концентрациясының көбейтіндісіне пропорционал екенін айтады[1]. Бұл ережені 1864-1867 жылдары норвегиялық ғалымдар К. Гульдберг пен П. Вааге тұжырымдады.
ӘСЕР ЕТУ МАССАЛАР ЗАҢЫ. ВАНТ-ГОФФ ЕРЕЖЕСІ
Т. А. Колевич, Вадим Э. Матулис, Виталий Э. Матулис
Химиялық реакция жылдамдығы туралы түсінік
Араластыру кезінде пайда болатын химиялық реакцияны қарастырыңыз
натрий хлориді мен күміс нитратының ерітінділері. Реакция теңдеуін жазайық:
NaCl + AgNO3 = AgCl + NaNO3
Бұл жағдайда ерітінділерді араластыру кезінде тұнба пайда болады
күміс хлориді бірден пайда болады.
Сонымен қатар, маңызды реакцияларды қажет ететін бірқатар реакциялар бар
уақыт (минуттар, сағаттар және тіпті жылдар) байқалуы үшін
бастапқы заттарды өнімдерге айналдыру. Мысалдар:
- металдардың коррозиясы
4Fe + 3O2 + 6H2O  4Fe(OH)3
- глюкозаның ашытуы

Химиялық реакция кезінде уақыт өте келе өзгереді

реактивті заттардың мөлшері және бастапқы заттардың мөлшері
олар азаяды және реакция өнімдерінің саны артады. Жылдамдық
химиялық реакция саны қаншалықты тез өсетінін көрсетеді
өнімдер немесе бастапқы заттардың мөлшері азаяды әуақыт.
Химиялық реакциялардың жылдамдығын Химиялық кинетика зерттейді-бірі
Физикалық химия бөлімдері.
Алдымен біртекті химиялық заттардың жылдамдығын анықтауды қарастырыңыз реакциялар.Біртекті реакциялар жүйенің бүкіл көлемінде бірдей жүреді.Сондықтан мұндай реакциялардың жылдамдығы заттың мөлшері ретінде анықталады,реакцияға түскен немесе бірлік үшін реакция нәтижесінде пайда болған жүйе көлемінің бірлігіндегі уақыт.Жүйенің көлем бірлігіндегі заттың моль саны молярлық деп аталады заттың концентрациясы. Молярлық концентрация латын тілімен белгіленеді
С әрпімен және моль/дм3 өлшеміне ие
(моль / л жиі қолданылады):
мұндағы: n-әрекеттесуші компоненттің зат мөлшері, моль;
V-реакция қоспасының көлемі, дм3
Ерітіндідегі еріген заттың молярлық концентрациясы жиі кездеседі
ерітіндінің молярлығы деп аталады. Молярлық М әрпімен белгіленеді,
мысалы, 1 М тұз қышқылы-HCL концентрациясы бар ерітінді
1 моль/дм3 құрайды.
Жоғарыда айтылғандарды ескере отырып біз жылдамдық үшін өрнекті жазамыз
біртекті химиялық реакция:

мұндағы: t0-заттың моль саны n0 болатын уақыт сәті, с;

t1-заттың моль саны N1 болатын уақыт моменті, с;
t-реакция уақыты, с;
N-уақыт ішінде реакцияға түскен заттың мөлшері t,
күйе;
с-уақыт ішінде заттың молярлық концентрациясының өзгеруі t,
моль/дм3;
V-реакция қоспасының көлемі, дм3.
Химиялық реакция жылдамдығы-енгізілген заттың мөлшері
химиялық реакцияға немесе реакция барысында пайда болған бірлікке
жүйе көлемінің бірлігіндегі уақыт.Химиялық реакция жылдамдығын анықтаудан көрініп тұрғандай, оның моль/дм3 өлшемі с немесе моль дмм-3*с-1.Химиялық реакция жылдамдығы әрқашан оң болады, сондықтан егер ол бастапқы зат бойынша өлшенеді, содан кейін теңдеудің оң жағында белгі қойылады "минус". Оң жақта реакция өнімдерінің түзілу жылдамдығы үшін
теңдеулер – "плюс".
Гетерогенді реакциялар үшін жылдамдық шамамен бірдей анықталады
және біртекті үшін (бірлікке реакцияға түскен заттың мөлшері
уақыт). Бұл жағдайда химиялық реакция екенін ескеру қажет
бұл жүйенің барлық көлемінде емес, тек фазалық интерфейстің жанында жүреді.Бүкіл процестің жылдамдығы әрқашан өзінің жылдамдығымен анықталмайдытхимиялық реакция. Мысалы, ең баяу (шектеу) кезең
гетерогенді процесс реакцияға түсетін заттардың шекараға ауысуы болуы мүмкін фазалар бөлімі. Содан кейін процесті қарапайым араластыру арқылы жылдамдатуға болады.
Гетерогенді процестің жылдамдығы үлкенге байланысты болатыны анық
біртекті процеске қарағанда факторлардың саны. Бұл бірінші кезекте,
фазалық бетінің ауданы-ол неғұрлым үлкен болса, соғұрлым тез әрекет етеді
заттар (салыстырыңыз жылдамдығы жану ағаш стружек және жаппай кесектерді ағаш). Заттардың өзара әрекеттесуін араластыру арқылы да жеделдетуге болады бұл жағдайда заттың фазалық интерфейске ауысуы тезірек жүзеге асырылады.Химиялық реакция кезінде оның жылдамдығы тұрақты болып қалмайды көлемі. Бастапқы зат жұмсалған сайын оның төмендеуі жүйедегі концентрация баяулайды. Дәл солай болады реакция өнімінің концентрациясының өзгеруі-жұмсалған сайын бастапқы зат өнімнің концентрациясының жоғарылауы болады барлығы баяу:
Сурет. Уақыт өте келе реактивті заттардың концентрациясының өзгеруі
Графиктегі қисықтардың жүрісінен алдымен реакция жылдамдығы көрінеді
(уақыт бірлігіндегі концентрацияның өзгеруі) максималды. Әрі қарай қисықтар көлденең сызықтарға өтіңіз, яғни реакция аяқталғаннан кейін компоненттердің концентрациясы кейбір тұрақты мәндерді алады.
Формуланы қолдану , орташа жылдамдықты есептеуге болады
уақыт аралығындағы реакциялар t.

жүктеу 25,66 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2