Реакцияны механизмы мен жылдамдыы.

Заттарды химиялы згеріске шырауы жай процесс трінде жрмейді. Жай заттар бірден алатын заттарды молекуласына айнала салмайды. Кбіне трлі крделі химиялы процесстер жру арылы тзіледі. Осы крделі химиялы процесс бірнеше аралы сатыдан труы ммкін. р аралы сатыда соы німнен згеше аралы німдер болады. Аралы німдер трасыз болады (радикалдар, иондар, валенттігі толмаан атомдар т.с.е.)

 

Химиялы реакцияны бастапызаттарда соы німді аланша жрген сатыларын химиялы реакцияны механизмі деп атайды. Химиялы реакциялар механизмдері бойынша жай, радикалды жне ионды болып блінеді. Жай реакциялар молекулалар арасында, радикалды реакциялар бос радикалдар мен атомдар тзу арылы тізбекті реакция трінде, ионды реакциялар болып табылады.

Реакцияа атысаты жйеге энергияны берілу тріне арай реакциялар жылулы, фотохимиялы, электрохимиялы болып блінеді.

Заттар массасыны бір-біріне жер ету заы бойынша химиялы реакцияны жылдамдыы рекеттеуші заттар концентрациясыны кбейтіндісіне тура пропорционал. Мысалы мына реакцияны арастырайы:

bB + dD eEtgG

тура реакцияны жылдамдыын анытайы:

W = K C C

ал кері реакцияны жылдамдыы анытайы:

W = K C C

 

 

Бындаы: K₁жне K₂- тура жне кері реакция жылдамдыыны траталары C_B, C_D, C_Е, C_G - затарды концентрациялары, b, d, e, g – стехиометриялы кбейткіштер.

Кинетикалы теория бойынша заттарды рекеттесуі оларды молекулаларыны сотыысуына тура пропорционал. Демек химиялы реакцияны жылдамдыы компоненттерді концентрациясына пропоционал болады екен. Сондытан, химиялы реакцияны жылдамдыына бір уаыт лшем бірлігіндегі реагенттерді концентрациясыны згеруін алуа болады.

Егер бастапы заттарды концентрациясы азаяды десек, німні концентрациясы лаяды. Жылдамдыты наты мні:

W = dc / dt

мнда: dc – концентрацияны згеруі;

dt – уаыт аралыы

Тура жне кері реакцияларды жылдамдытары график трінде крсетсек:

Бастапы заттарды концентрациясы реакция кезінде азаятын болса, німні концентрациясы артады. Осыны ескере отырып:

W = –

W =

деп алу дрыс болады.

Химиялы реакцияларды дрежелері, оларды жылдамдыыны концентрациясына байланысты боландыынан, тедеудегі реагенттерді концентрация корсеткіштеріні осындысына те болады. Егер реакцияны жылдамдыы

W = K C C ... болатын болса, бл кезде, реакция дрежесі реагенттерді концентрация крсеткішіні осындысына те болады:

b + d +… + i

Бірінші дрежелі реакцияа метил эфиріні ыдырауын алуа болады:

CH₃ OCH₃ CH₄ + H₂ + CO

Бл реакцияны жылдамдыы:

W₁ = K –

Метил эфиріні концентрация крсеткіші бірге те, сондытан бл бірінші дрежелі реакция болады.

Екінші дрежелі реакцияа кмірышыл газыны тзілуін алуа болады:

CO + H₂O CO₂ + H₂O

Бл реакцияны жылдамдыы:

W₂ = k

дреже крсеткіші 2 те: 1+1 = 2

Егер реакцияа атысушы заттар концентрациясыны уаыта байланыстылыы белгілі болса, реакция жылдамдыын анытауа болады. Зат концентрациясыны уаыта байласын сипаттайты сызба кинетикалы сызба деп аталады.

1 – мономолекулалы реакция

2 – бимолекулалы реакция

3 – шмолекулалы реакция

 

 

Бл суреттен кретініміз бір молекулалы реакция баса екеуіне араанда жылдамыра жреді екен.

Газдар арасында жретін реакциялар шін оларды порциалды ысымыны згеруін баылап, уаыта байланысты кинетикалы сызба алуа болады. Мысалы:

C₂H₂ + H₂ C₂H₆

Бл кезде концентрацияа араанда порциалды ысымды баылау оайа тседі.

P = P + P + P

 

стехиометриялы атынас бойынша P + P = const траты шама боландытан, смстемадаы ысымны згеруі сутегіні порциалды ысымына байланысты:

V = RT

сонда = RT/V

немесе = RT

сондытан = /RT

Осы тедеуді екі жаын уаыта байланысты дифференциал тапса:

d /dT = d /RTdT

 

Порциалды ысымны уаыта байланысты сызбасын сызу арылы реакцияны жылдамдыын табуа болады.

рекеттесуші заттар массасыны заына байланысты реакцияларды жылдамдыын анытауа болады.

мономолекулалы реакция: B = D + E + …;

бимолекулалы реакция: B + D = E + G +…;

шмолекулалы реакция: B + D + E = G + F +…;

мономолекулалы реакциялар жылдамдыы:

W₁ = -dC_B/dT = K_1­­C_B

бимолекулалы реакциялар шін:

W₂ = dC_B / dT = K₂C_BC_D

шмолекулалы реакциялар жылдамдыы:

W₃ = dC_B/dT = K₃C_BC_DC_E

тедеудегі C_B,C_D,C_E – бастапы заттарды концентрациясы, K₁, K₂, K₃ – реакция жылдамдыыны тратылары.

Мономолекулалы реакцияа кинетикалы бірінші дрежелі тедеу аламыз:

С_B­ = C_B0 e^-k

немесе:

x = C_B0(1 - e^-kT)

бл жерде: x = C_BO – C_B

 

Бимолекулалы реакцияны кинетикалы тедеуі тмендегідей болады:

x = k/(C_B0kT + 1)

 

шмолекулалы реакцияны кинетикалы тедеуі х арылы тапанда былай болады:

x = C_{B0 ;}