Дәріс 4 . Химиялық кинетика. Химиялық тепе-теңдік

Мазмұ ны:

1. Химиялық реакциялар жылдамдығ ы.

2. Массалар ә серлесу заң ы. Температура ә сері

3. Гетерогенді жә не гомогенді жү йелердегі химиялық тепе-тең дік.

4. Ле-Шателье принципі.

1. Химиялық реакцияның жылдамдығ ы- реакцияғ а тү сетін не алынатын заттардың концентрациясының уақ ыт бірлігінде белгілі бір кө лемде (гомогенді) не қ атты заттың бетінде (гетерогенді реакция) ө згеруі. Реакция жылдамдығ ы ә рекеттесетін заттардың табиғ атына, концентрациясына, температурағ а, қ атысатын катализаторларғ а байланысты. Қ атты заттар реакцияғ а тү скенде, реакция жылдамдығ ы қ атты заттың бетінің кө леміне, газдар ү шін- қ ысымғ а байланысты.

V = +/- Δ С/ Δ t – гомогенді реакция ү шін,

V = +/- Δ n/(S Δ t) – гетерогенді реакция ү шін.

Егер реакция жылдамдығ ын реакция негізінде алынғ ан заттардың концентрациясының ө згеруімен есептесе плюс кояды, реакцияғ а тү сетін заттардың концентрациясының ө згеруімен есептесе минус қ ояды.

ТҰ РАҚ ТЫ ТЕМПЕРАТУРАДАҒ Ы ХИМИЯЛЫҚ РЕАКЦИЯНЫҢ ЖЫЛДАМДЫҒ Ы СТЕХИОМЕТРИЯЛЫҚ КОЭФФИЦИЕНТТЕРІ ДӘ РЕЖЕ КӨ РСЕТКІШ ТҮ РІНДЕ КӨ РСЕТІЛГЕН Ә РЕКЕТТЕСУШІ ЗАТТАРДЫҢ КОНЦЕНТРАЦИЯЛАРЫНЫҢ КӨ БЕЙТІНДІСІНЕ ТУРА ПРОПОРЦИОНАЛ БОЛАДЫ (массалар ә рекеттесу заң ы, оны 1867 жылы К. Гульдберг пен П. Вааге ашқ ан) Мынадай гомогенді реакция ү шін:

4 NH₃(г) +5O₂(г) = 4NO₂(г) +6H₂O(г)

Массалар ә серлесу заң ы бойынша, бұ л реакцияның жылдамдығ ының математикалық ө рнегі мынадай болады.

υ = k[NH₃]⁴ ∙ [O₂]⁵

k- жылдамдық константасы, ол ә рекеттесетін заттардың табиғ атына байланысты. Гетерогенді жү йеде реакция жылдамдығ ы қ атты заттың концентрациясына байланысты емес.

Мынандай гетерогенді реакция ү шін:

CuO(қ ) + H₂(г) = Cu(қ ) + H₂O(г)

υ = k[H₂] ∙ S_CuO

Реакция жылдамдығ ына температураның ә серін Я. Вант-Гофф ережесі анық тайды.

ТЕМПЕРАТУРАНЫ 10⁰-қ а Ө СІРГЕНДЕ РЕАКЦИЯЛАР ЖЫЛДАМДЫҒ Ы 2-4 ЕСЕ АРТАДЫ. Бұ л заттың математикалық ө рнегін былай кө рсетуге болады.

υ _Т2 = υ _Т1 γ ^(Т1-Т2)/10

γ - температуралық коэффициент

γ - тә жірибе жү зінде анық талады жә не оның мә ні 2-4 аралығ ында болуы мү мкін.

Химиялық реакциялар жылдамдығ ының арнаулы заттардың (катализаторлар) ә серінен арту қ ұ былысын катализ деп атайды.

Кө птеген катализаторлар реакция жылдамдығ ын арттырады, тек кейбір катализаторлар реакция жылдамдығ ын азайтады.

3. Кө птеген химиялық реакциялар қ айтымды болады да екі бағ ытта жү реді. Тура реакцияның жылдамдығ ы кері реакцияның жылдамдығ ына тең болатын қ айтымды реакцияның кү йін химиялық тепе-тең дік дейді. Қ айтымды реакцияның мысалы ретінде азот пен сутегінің аммиак тү зуінің процессін келтірейік:

N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃

Тура жә не кері реакциялардың жылдамдығ ын былай жазуғ а болады:

U = k₁ [N₂][H₂]³ – тура реакция жылдамдығ ы.

U = k₂ [NH₃]² – кері реакция жылдамдығ ы.

Химиялық тепе-тең дік кезінде тура жә не кері реакциялардың жылдамдық тары ө зара тең болғ андық тан, тең деуді былай жазуғ а болады:

k₁ [N₂][H₂]³ = k₂ [NH₃]² немесе

k₁/k₂ =[NH₃]²/[N₂][H₂]³

Тура реакция мен кері реакциялардың жылдамдығ ының константаларының қ атынасы да тұ рақ ты болады:

К = k₁/k₂ =[NH₃]²/[N₂][H₂]³

Жә не оны осы реакцияның тепе-тең дік константасы деп атайды.

Сыртқ ы жағ дай (температура, қ ысым, концентрация) ө згермесе, химиялық тепе-тең дік ұ зақ уақ ыт сақ талады. Сыртқ ы жағ дайлардың ө згеруі тура реакция мен кері реакцияның жылдамдығ ына тү рліше ә сер ететіндіктен, тепе-тең дік реакция тура реакцияның немесе кері реакцияның бағ ытына қ арай ығ ысады. Сыртқ ы жағ дайдың ө згеруіне байланысты химиялық тепе-тең дік белгісі бір бағ ытқ а ығ ысуын Ле-Шателье принципі анық тайды.

4. ТЕПЕ-ТЕҢ ДІК КҮ ЙДЕ ТҰ РҒ АН ЖҮ ЙЕНІҢ СЫРТҚ Ы ЖАҒ ДАЙЛАРЫНЫҢ БІРІ Ө ЗГЕРСЕ ТЕПЕ-ТЕҢ ДІК СОЛ Ө ЗГЕРІСКЕ Қ АРСЫ Ә СЕР ЕТЕТІН ПРОЦЕСТІҢ БАҒ ЫТЫНА Қ АРАЙ ЫҒ ЫСАДЫ.

N₂(г) + 3H₂(г) ↔ 2NH₃ (г) + Q

Тура реакция жылу бө ліп шығ ара жү ретін (экзотермиялық ), ал кері реакция жылу сің іре жү ретін (эндотермиялық ) екені кө рсетілген. Сондық тан температураны жоғ арылатса, Ле-Шателье принципі бойынша, химиялық тепе-тең дік бұ л ө згеріске қ арсы ә сер ететін бағ ытта, яғ ни температураны тө мендететін эндотермиялық реакцияның бағ ытына қ арай ығ ысады. Егер жү йенің температурасын тө мендетсе, онда химиялық тепе-тең дік оны тө мендететін, яғ ни жылу шығ ара жү ретін NH₃-тің тү зілу бағ ытына қ арай ығ ысады.

Ле-Шателье принципі бойынша, жү йенің қ ысымын жоғ арылатса, химиялық тепе-тең дік осы қ ысымды азайтатын, яғ ни газдардың кө лемдері немесе моль сандары аз заттар тү зілетін реакцияның бағ ытына қ арай ығ ысады, яғ ни NH₃ тү зілу бағ ытына қ арай ығ ысады.

Ле-Шателье принципі бойынша бір заттың концентрациясының кебеюі химиялық тепе-тең дікті сол заттың концентрациясын азайтатын реакцияның бағ ытына қ арай ығ ысады.

Ле-Шателье принципіне сә йкес аммиакты алу реакцияны тура бағ ытта, яғ ни қ айтымсыз етіп жү ргізу ү шін, оны жоғ ары қ ысымда, тө мен температурада жә не N₂мен H₂ жеткілікті мө лшерде, ал NH₃-ті бө ліп алу арқ ылы азайта отырып, жү ргізу керек.

Ө зін ө зі бақ ылауғ а арналғ ан сұ рақ тар:

1. Қ андай реакцияларды гомогенді, гетерогенді деп атайды?

2. Химиялық реакциялардың жылдамдығ ы дегеніміз не?

3. Гомогенді, гетерогенді реакциялардың жылдамдығ ы қ андай факторларғ а байланысты?

4. Массалар ә серлесу заң ын оқ ың дар. Жылдамдық қ онстантасының мә нін анық таң дар.

5. Химиялық реакциялардың жылдамдығ ы температурағ а байланысты неге жә не қ алай ө згереді?

6. Активтену энергиясы деген не?

7. Химиялық тепе-тең дік дегеніміз не? Тепе-тең діктің ығ ысуына қ андай факторлар ә сер етеді? Мысал келтірің дер.

8. Ле-Шателье принципінің маң ызы.

Ұ сынылғ ан ә дебиеттер:

1. Омаров Т. Т., Танашева М. Р. Бейорганикалық химия (таң дамалы тараулар) Алматы, 2008ж, -543 б 2. Шоқ ыбаев Ж. Ә. Бейорганикалық жә не аналитикалық химия. Алматы, «Білім» 2004 ж, -316 б. 3. Ділманов Б. М., Ділманова З. Б. Жалпы химияның теориялық негіздері. Аматы, 2009ж, -194 б. 4. Яшкарова М. Г., Омарова Н. М., Кабдулкаримова К. К., Мусабаева Б. Х. Бейорганикалық хмиядан зертханалық жұ мыстар. Семей, 2007, -79б. 5. Шоқ ыбаев Ж. Ә., Ө нербаева З. О. т. б. Бейорганикалық химия практикумы. Алматы, 2004 ж, -164 б.

6. Бишімбаева Г. Қ. Жалпы химия. Студенттердің ө здік жұ мыстарына арналғ ан оқ у-ә дістемелік қ ұ рал. Алматы, 2007 ж, -39 б. 7. Кабдулкаримова К. К., Омарова Н. М. Студенттің ө здігінен орындауына арналғ ан ә дістемелік қ ұ рал. Семей, 2007, -39 б. 8. Д. Шрайвер., П. Эткинс. Неорганическая химия. 1, 2 том. Москва«Мир» 2009г

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒