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

Жылдамдықтың концентрацияға тәуелділігі

жүктеу 25,66 Kb.

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

1 2

Әсер етуші массалар заңы

Жылдамдықтың концентрацияға тәуелділігі.
Әсер ету массалар заңы
Алдыңғы бөлімнен сіз химиялық реакция жылдамдығын білдіңіз
бірлік үшін әрекеттесуші зат концентрациясының өзгеруімен анықталады
уақыт. Іс жүзінде реакция жылдамдығын өлшеу арқылы анықтауға болады
уақыттың әртүрлі нүктелеріндегі реактивті заттардың концентрациясы. Жылдамдық реакциялар өз кезегінде реакцияға түсетін компоненттердің концентрациясына байланысты. Жылдамдық пен концентрация арасындағы байланысты орнату үшін реакция компоненттері алдымен қалай ағып жатқанын анықтауға тырысады химиялық реакциялар.
Мысал ретінде сізге белгілі реакцияны қарастырыңыз метанның хлормен әрекеттесуі, нәтижесінде хлорметан түзіледі.
Реакция теңдеуі:

Бұл реакция бірқатар қарапайым кезеңдерді қамтиды. Алдымен әрекетте

Жарық хлор молекуласы екі хлор атомына ыдырайды, олардың әрқайсысы
оның жұпталмаған электроны бар:
- тізбекті бастау кезеңі

Жұпталмаған электроны бар бөлшектер радикалдар деп аталады.

Әрі қарай, cl радикалы гр метан молекуласымен әрекеттеседі, молекула түзіледі хлорсутек және радикал метил CH3 бұл өз кезегінде, келесі хлор молекуласымен әрекеттесу арқылы хлорметан және жаңа түзіледі радикалды хлор және т.б. Бұл түрлендіру тізбегі жүздеген рет қайталануы мүмкін , сондықтан мұндай реакциялар тізбекті деп аталады:

- тізбектің өсу кезеңдері.

Өзара әрекеттесу (рекомбинация)нәтижесінде тізбек үзілуі мүмкін

екі радикалды:

- тізбектің үзілу кезеңі.

Осылайша, реакцияның жалпы теңдеуінің артында бірқатар жасырылады
бір уақытта жүруі мүмкін қарапайым процестер әр түрлі жылдамдықтағы реакция қоспасы.Бұдан артық ұсынуға болмайтын химиялық реакцияларқарапайым химиялық түрлендірулер қарапайым деп аталады реакциялар. Көбінесе "қарапайым реакция" терминінің орнына қолданылады
"қарапайым реакция", "қарапайым кезең" немесе "қарапайым әрекет"терминдері. Бірнеше элементар сатыларды қамтитын химиялық реакциялар, күрделі реакциялар деп аталады.Метан мен хлордан хлорметан түзілуінің күрделі реакциясында тізбектің басталуының, өсуінің және үзілуінің қарапайым кезеңдері бар. Қарапайым және күрделі реакциялардың мысалдарын келтірейік:
қарапайым реакциялар: күрделі реакциялар:
Күрделі реакциялардың жылдамдығын зерттеу, соның ішіндеқарапайым кезеңдердің көп саны өте қиын міндет болып көрінеді, бұл мектеп курсынан әлдеқайда асып түседі. Осыған байланысты, біз
біз тек заттардың концентрациясының әсерін қарастырумен шектелеміз
қарапайым реакциялардың жылдамдығы. Егер элементар реакцияға бірнеше бөлшектер қатысса оның ағымы екеуінің арасында соқтығысу қажет екені анық. Саны уақыт бірлігіндегі көлем бірлігіндегі бөлшектер арасындағы соқтығысулар реактивті заттардың молярлық концентрациясына пропорционалды.
А және В заттары бір бірімен түзілу үшін өзара әрекеттессін
өнім с. реакция теңдеуі:

Реакция А және В бөлшектерінің соқтығысуы нәтижесінде жүреді.

соқтығысулар А концентрациясына да, А концентрациясына да тура пропорционал В концентрациясы, яғни осы шамалардың көбейтіндісі. Санның өсуімен соқтығысулар реакция жылдамдығын арттырады. Егер сіз коэффициентті енгізсеңіз пропорционалдылық k, ол реакция жылдамдығының тұрақтысы деп аталады, қарапайым химиялық жылдамдықтың тәуелділігі үшін өрнек аламыз реакцияға түсетін заттардың концентрациясынан реакциялар:
v = k (1)
: V-реакция жылдамдығы моль / дм3*с;
сА және сВ – А және В заттарының концентрациясы, моль / дм3;
k-реакция жылдамдығының тұрақтысы
Химиялық реакция жылдамдығының тәуелділігін білдіретін (1) теңдеу
реакцияға түсетін заттардың концентрациясынан кинетикалық теңдеу деп аталады.
Реакция жылдамдығының тұрақтысы дегеніміз не екенін түсіндірейік. Жоғарыда айтылғандай,
бұл кинетикалық теңдеудегі пропорционалдылық коэффициенті. Үшін
жылдамдық константасының физикалық мағынасын ашыңыз, концентрацияны қабылдаңыз, 1 моль/дм3 тең , содан кейін v = k. демек, тұрақтының физикалық мағынасы айқын жылдамдық-бұл концентрациядағы химиялық реакция жылдамдығына тең 1 моль/дм3-ке тең реактивті заттар.
Енді химиялық реакциялар жылдамдық константасының өлшемі туралы мәселені шешейік. Жылдамдықты анықтаудан оның өлшемі моль/дм3*с екендігі шығады.
Концентрация мөлшері-моль / дм3. Содан кейін қарастырылып отырған реакция үшін жылдамдық тұрақтысының өлшемі болады.

(1) теңдеу реакция жылдамдығының өрнегін білдіреді,

екі бөлшектің соқтығысуы нәтижесінде пайда болады. Жалпы жағдайда
екі заттың қатысуымен элементар реакция теңдеуі келесідей болады:
аА + bВ = сС
мұндағы: A, b, C – реакция теңдеуіндегі коэффициенттер
(стехиометриялық коэффициенттер).
Бұл жағдайда А затының концентрациясы пайда болады
кинетикалық теңдеу а рет, заттар в – b рет. Кинетикалық теңдеу
көрініс алады:

(2)
(2) теңдеу-біреуінің математикалық өрнегі

химиялық кинетиканың негізгі заңдары-белсенді массалар заңы. Бұл
заңды 1864-1867 жылдары Норвегия ғалымдары К. Гульдберг және
П. Вааге. Қолданыстағы массалар Заңын тұжырымдау:
Белсенді массалар заңы: Химиялық реакция жылдамдығы тікелей
реактивті заттардың концентрациясының көбейтіндісіне пропорционалды,
стехиометриялық коэффициенттерге тең дәрежеде тұрғызылған
Кинетикалық теңдеудегі дәрежелер көрсеткіштерінің қосындысы деп аталады реакция ретімен, ал элементар актіге қатысатын бөлшектердің саны
реакцияның молекулалығы. Элементар реакция үшін тапсырыс және
молекулалық шамасы бойынша сәйкес келеді.
Көптеген реакциялар моно және бимолекулалық болып табылады, өйткені
үш бөлшектің соқтығысу ықтималдығы өте аз, одан да көп
сандар іс жүзінде нөлге тең. Теңдеулері бар реакциялармен қалай болуға болады.көптеген тотығу-тотықсыздану реакциялары сияқты екі таңбалы коэффициенттерді қосыңыз? Мұндай реакциялар күрделі, содан кейін
бар бірқатар қарапайым кезеңдер арқылы өтеді, олардың әрқайсысында
бір немесе екі бөлшек қатысады. Әрбір элементар реакцияның жылдамдығы
қолданыстағы массалар Заңымен сипатталуы мүмкін (2).
Реакция жылдамдығының тәуелділігін эксперименттік зерттеу
реакцияға түсетін компоненттердің концентрациясы оның бар-жоғын анықтауға мүмкіндік береді, бұл реакция қарапайым немесе күрделі, сонымен қатар жасауға мүмкіндік береді оның механизмі туралы болжамдар.
Мысал
Сутегі мен бром арасындағы реакцияның кинетикалық теңдеуі
Қыздырылған кезде сутегі броммен әрекеттесіп, түзіледі
бромсутегі. Реакция теңдеуі:
H2 + Br2  2HBr
Жылдамдыққа тәуелділік эксперименталды түрде табылды
бром мен сутегі концентрациясынан HBr түзілімдері келесідей:

қайда: k және k-эмпирикалық (яғни эксперименталды түрде анықталған)

тұрақтылар.
Бром сутегінің түзілу жылдамдығына тәуелділіктің күрделі сипаты
сутегі мен бром концентрациясынан бұл реакция ол бірқатар қарапайым кезеңдерден өтеді. Мұндай реакциялардың реті болуы мүмкін тіпті бөлшек.
Көріп отырғаныңыздай, химиялық реакциялардың жылдамдығы мен механизмдері туралы ғылым – Химиялық кинетика өте күрделі және мектеп курсы аясында мүмкін оның ең жалпы ережелерімен танысу.

жүктеу 25,66 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2