Kimyəvi reaksiyaların sürətinə təsir edən amillər

Kimya

1. Maddələrin kimyəvi təbiətinin reaksiya sürətinə təsiri. Maddələrin kimyəvi təbiəti onun tərkibi, quruluşu və hissəcikləri arasındakı rabitə növü ilə müəyyən edilir. Bu amillərlə şərtlənən müxtəlif maddələr müxtəlif təbiətə malik olduğundan onların eyni maddə ilə qarşılıqlı təsir reaksiyalarının sürəti də bir-birindən fərqlənir. Məsələn: mövzu 6-da turşuların kimyəvi xassələrini öyrənərkən Mg, Zn, Fe metallarının eyni qatılıqda olan xlorid turşusu ilə reaksiya sürətinin müxtəlif olduğunu gördük. Deməli, metal nə qədər aktiv olarsa, reaksiya bir o qədər sürətlə gedər.

2. Qatılığın reaksiyanın sürətinə təsiri. Qatılığın reaksiya sürətinə təsir etməsi, əsasən, qaz mühitində və məhlulda gedən reaksiyalara aiddir. Homogen reaksiyalarda reaksiyanın sürəti reagentlərin (başlanğıc maddələrin) qatılıqlarının hasili ilə düz mütənasibdir.

Homogen reaksiyalar üçün bu asılılıq 1867-ci ildə Norveç alimləri K.Quldberq və P.Vaaqe tərəfindən müəyyən edilmiş və kütlələrin təsiri qanunu adlanır. A(q) + B(q)=AB(q) reaksiyası üçün V = k•CA•CB
CA və CB başlanğıc maddələrin molyar qatılığı, k — reaksiyanın sürət sabitidir. Sürət sabitinin qiyməti maddələrin təbiətindən və temperaturdan asılı olaraq dəyişə bilər. k — başqa amillərdən (qatılıqdan, təzyiqdən və s.) asılı deyil.

Əgər reagentlərin əmsalı varsa, məsələn: mA(q)+ nB(q) = AmBn(q), onda V = k • CAm • CBn olur.

Reaksiya sürətinin reagentlərin qatılığından asılılığını göstərən sürət düsturu reaksiya sürətinin kinetik tənliyi adlanır. Kinetik tənlikdə qatılıq ifadəsi reagentin əmsalı qədər qüvvətə yüksəldilir. Bu tip kinetik tənliklər və onlara aid məsələlər yalnız

A(q) + B(q) =AB(q) ;      A(q) + 2B(q) =AB2(q);       2A(q) + B(q) =A2B(q)

A(m) + B(m)=AB(m);  A(m) + 2B(m)=AB2(m) və s. kimi sadə reaksiyalar üçün doğrudur.

Başlanğıc maddələrin hər ikisinin əmsalı birdirsə, onların qatılığını 2 dəfə artırdıqda reaksiyanın sürəti 4 dəfə artar. Məsələn:

A(q) + B(q)=AB(q) reaksiyası üçün V = k • CA • CB

A və B-nin qatılığını 2 dəfə artırsaq, onda:

Homogen reaksiyalarda reagentlərin qatılığını 2 dəfə artırdıqda reaksiyanın sürəti 8 dəfə artırsa, onda maddələrdən birinin əmsalı 1, digərininki isə 2 olur. Məsələn:

A(q) + 2B(q) = AB2(q) ;    V = k • CA • CB2

Homogen reaksiyanın sürəti reaksiyaya daxil olan qazların təzyiqi artdıqca artır. Onda reaksiyanın kinetik tənliyində qatılığın əvəzinə qazın parsial təzyiqini yazmaq olar. Məsələn,

Məsələ. 2A(q) + B(q) = A2B(q) reaksiyasında başlanğıc maddələrin parsial təzyiqini 2 dəfə artırdıqda, sürət necə dəyişər?

Həlli: 

 Deməli, sürət 8 dəfə artar.

3. Reaksiyanın sürətinin reaksiya gedən qabın həcmindən asılılığı (maddə miqdarı dəyişmədikdə). Qaz iştirak edən reaksiyalarda reaksiya gedən qabın həcmini azaltmaq təzyiqi artırmaq deməkdir. Deməli, reaksiya gedən qabın həcmi neçə dəfə azalırsa, təzyiq bir o qədər dəfə artır, yəni qazın qatılığı da bir o qədər dəfə artmış olur. Qabın həcmi artırılırsa, bu prosesin əksi olur.

Məsələ. 2CO(q) + O2(q) = 2CO2(q) reaksiyası aparılan qabın həcmini 2 dəfə azaltsaq, reaksiyanın sürəti necə dəyişər?

Həlli: Qabın həcmini 2 dəfə azaldanda, CO və O2-nin qatılığı 2 dəfə artır. Onda:

 Deməli, sürət 8 dəfə artar.

Qazların təzyiqi və qatılığı ilə reaksiya gedən qabın həcmi arasındakı asılılıqlar 1, 2, 3 və 4-cü qrafiklər kimi ola bilər.

4. Temperaturun reaksiyanın sürətinə təsiri. Temperaturun yüksəldilməsi də reaksiyaların sürətini artırır. Hollandiyalı alim Y.X.Vant-Hoff 1884-cü ildə müəyyənləşdirmişdir ki, temperatur hər 10°C yüksəldikcə, əksər reaksiyaların sürəti 2÷4 dəfə artır (5-ci qrafik). Buna Vant-Hoff qaydası deyilir. Bu asılılığın riyazi ifadəsi belədir:



Vt1 — t1 temperaturunda və τ1 zamanındakı sürət
Vt2 — t2 temperaturunda və τ2 zamanındakı sürətdir.

γ (qamma) — reaksiya sürətinin temperatur əmsalı olub 2—4 arasında qiymət alır.

Temperatur artdıqca maddənin daxili enerji ehtiyatının artması hesabına aktivləşmiş molekulların sayı və hərəkət sürəti artır. Nəticədə molekulların effektiv toqquşmalarının sayı artır.

Məsələ 1. Temperatur əmsalı 2 olan reaksiyanın 20°C-də sürəti 0,01 mol/(l·san)-dirsə, 60°C-də sürətini hesablayın.

Həlli: 

Məsələ 2. Temperatur əmsalı 3 olan reaksiya 20°C-də 54 saniyəyə başa çatırsa, neçə dərəcədə 6 saniyədə başa çatar.

Həlli: 

Əsaslar bərabər olduğundan qüvvətlər də bərabər olur. Onda:

5. Aktivləşmə enerjisi. Hər hansı bir kimyəvi reaksiyanın başlanması üçün lazım olan minimum enerjiyə aktivləşmə enerjisi deyilir. Aktivləşmə enerjisi az olan reaksiyalar, aktivləşmə enerjisi çox olan reaksiyalara nisbətən daha sürətlə gedir. Aktivləşmə enerjisi həmişə müsbət olur.

6. Bərk maddənin səthinin sahəsinin təsiri. Heterogen reaksiyaların sürəti isə bərk maddənin səthinin sahəsindən (xırdalanma dərəcəsindən) düz mütənasib asılıdır (6-cı qrafik). Yəni bərk maddəni xırdalamaqla səthinin sahəsini artırdıqda onun qaz və ya maye maddələrlə toqquşma sahəsi artır.

Ona görə də reaksiyanın sürəti artır. Məsələn, kömürün, dəmirin, kükürdün yanması reaksiyasının sürəti bərk maddələrin səthinin sahəsi (yəni xırdalanmasından, toz halına salınmasından) və oksigenin təzyiqi artdıqca artır.

Al və Zn-in xlorid turşusu ilə reaksiyası zamanı onları toz halına saldıqda reaksiyanın sürəti artır.

Bir cavab yazın

Sizin e-poçt ünvanınız dərc edilməyəcəkdir. Gərəkli sahələr * ilə işarələnmişdir