Химиялық реакцияның жылдамдығына температураның әсері. Вант-Гофф ережесі

Химиялық реакция жылдамдығына температураның әсері Вант-Гофф ережесімен анықталады: температураны әр 10 градусқа арттырғанда химиялық реакция жылдамдығы 2-4 есе артады.

Химиялық реакция жылдамдығына температураның әсерін дәлірек Аррениус теңдеуі арқылы табуға болады:

Мұнда , К-жылдамдық тұрақтысы, А-температураға тәуелді емес тұрақты, е- натурал логарифмнің негізі(е=2,71828) , Е- активтеу энергиясы, R- газ тұрақтысы,Т- абсолют температура.

Химиялық реакция жылдамдығына әрекеттесуші заттардың табиғатына әсер етуі. Заттың табиғатының химиялық реакцияның жылдамдығына әсері үлкен. Бүрын айтып кеткеніміздей кейбір реакциялар өте тез өтеді, басқалары тіпті баяу, айлап, жылдап өтеді. Мысалы:

а) 2Rb + 2Н₃0 = 2RbOH + 3H₂ (қопарылыс болады)

б) Ag + Н₂0 -> реакция өте баяу жүреді, айлап, жылдап

өтеді

Әрекеттесуші заттардың табиғаты. Химиялық байланыстар мен реагенттер молекуларының құрылымының сипаттары үлкен роль атқарады. Реакциялар заттардың әлсіз байланыстарын бұзу және өте берік байланыстар құру бағытында жүреді. H₂ және N₂ молекуларында байланыстарды бұзуға арнап, үлкен энергияны қажет етеді, ондай молекулалардың реакцияға қабілеттілігі аз. Ал күшті полярлы молекулалардағы байланысты (HCl, H₂O) үзуге арнап, аз энергияны қажетсінеді және реакцияның жылдамдықтары өте жоғары. Электролит ертінділеріндегі, иондар арасындағы реакциялар өте тез жүреді.

Мысалдар:

Фтор сутегімен бөлме температурасында жарылыспен әрекеттеседі, бром сутегімен жай ірекеттеседі, соның өзінде қыздыру кезінде. Кальций оксиді сумен қуатты түрде ірекеттеседі, ал мыс оксиді әрекеттеспейді.

Концентрация. Концентрацияның көбеюімен (көлем бірлігіндегі бөлшек саны), әрекеттесуші заттар молекулаларының жиі соқтығысуы болады – реакцияның жылдамдығы артады.

Химиялық реакциялар жай және күрделі болып екіге жіктеледі.

Жай реакциялар стехиометрлік теңдеуге сәйкес бір сатыда жүреді.

Күрделі реакциялар жай реакциялардың жиынтығы. Оларға қайтымды параллель, сатылы, ілеспелі, тізбекті реакциялар жатады.

Қайтымды реакциялар — реакция өнімдері бір-бірімен әрекеттесіп, бастапқы заттарды қайтадан түзетін реакциялар.

Ілеспелі реакцияларда бірінің қатысуынсыз екіншісі жүрмейді.

Ең көп таралған реакциялар — тізбекті реакциялар. Оларға тотығу, галогендеу, полимерлену, т.б. гомогенді реакциялар жатады.

Тізбекті реакциялар үш сатыда жүреді: тізбектің туындауы, өрістеуі және үзілуі. Тізбек жарық, жылу, радиоактивті сәулелердің әсерінен туындауы мүмкін. Бұл кезде түзілген бос радикалдар немесе атомдар бастапқы зат молекуласымен әрекеттесіп, реакция өнімін және жаңа активті бөлшек түзеді. Ол тағы да бастапқы зат молекуласымен әрекеттеседі. Осының нәтижесінде реакция жылдамдығы еселеп өсіп, қопарылыс береді. Кейде бір актив бөлшек өзінен басқа бірнеше актив бөлшектерді тудыруы мүмкін, оларды тармақталған тізбекті реакциялар деп атайды.

Тізбекті реакциялар бос радикалдар немесе атомдар қатысуымен жүзеге асады.

Бұлардан басқа жүру механизміне қарай молекулалық және иондық реакциялар болады. Валенттілігі қаныққан молекулалар арасындағы химиялық реакциялар өте қиын жүреді, өйткені молекуладағы атомдар арасындағы байланысты үзу үшін энергия жұмсау керек.

5.1.-Сурет. Газ молекулаларының Т₁ және Т₂ температуралардағы кинетикалық энергиясы бойынша таралуы

Оттек молекуласы үшін орташа жылдамдық 461 м/сек тең болған кезде 22%-дай молекуланың жылдамдығы 300-400 м/сек аралығыңда және 8%-дай молекуланың жылдамдығы 700 м/сек шамасында болады. Сондықтан соңғы молекулалардың жылдамдығы максимальды болады. Мұндай молекулалар белсенді молекулалар деп аталады. Молекулаларды активті күйіне айналдыру үшін жүмсалатын қосымша энергия белсендіру энергиясы деп аталады. Белсенді молекулалардың соқтығысуы кезінде химиялық реакция жүруі мүмкін. Жүйенің энергетикалық өзгеруі нәтижесінде активті молекулалардың жалпы саны өсуі мүмкін.

Бақылау сұрақтары

1. Химиялық кинетика

2. Реакция жылдамдығы

3. Концентрация

4. Жай және күрделі реакциялар

5. Ілеспелі және тізбекті реакциялар

6. Гомогендік реакция

7. Гетерогендің реакция

8. Вант-Гофф ережесі

Негізгі және қосымша әдебиет

Негізгі әдебиет

1. Ахметов Н.С. «Жалпы және бейорганикалық химия». Баспа «Жоғары мектеп». М. 2005 г.

2. Глинка Н.Л. «Жалпы химия» - И. Интеграл-пресс. 2003.

3. Некрасов Б.В. «Жалпы химияның негіздері» т.1,2,3. Химия –М 1976 г.

4. Н.Н. Нурахметов, М.Б. Муратбеков, Ә.К. Тәшенов «Бейметалдар химиясы», Алматы, «Қазақуниверситеті», 2009 ж.

5. Н.Н. Нурахметов, Ә.К. Тәшенов «Бейметалдар химиясы», Алматы 2011 ж.

19. Бiрiмжанов Б., Нұрақметов Н. Жалпы химия. Алматы. Ана тiлi. 1992.

20. Ақанбаев Қ. Химия негiздерi. Алматы.: Мектеп. 1987.

21. Бегалиева Ж., Самыратов С., Қолұшпаева А. Химия курсы. Алматы.: ҚазКҚА. 2002, 292 б.

Қосымша әдебиет

2. Кусепова Л.А., Кусепов А.К. «Практикум по общей химии», ЕНУ 2003

3. Нурпейсова Д.Т. Лабораторный практикум по общей химии, Астана 2008

	Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті	Күні: _______ 2011 ж.	Басылым: бірінші
	Дәріс	ЕҰУ	5-бет

Дәріс 8