Орындаған:ВМ-15 топ студенттері Жанат Еркебұлан,Сағынай Тойлыбек
Тексерген:Уразова Алия Фрунзеевна
ТАҚЫРЫБЫ:
Химиялық реакциялардың
жылдамдығы және химиялық тепе-теңдік
Жоспар:
- Гомогенді және гетерогенді реакциялар;
- Әсер етуші массалар заңы;
- Химиялық реакцияның жылдамдығына әсер ететін факторлар; химиялық реакцияның жылдамдығын есептеу;
- Химиялық тепе-теңдік;
- Ле-Шателье принципі;
- Аррениус теңдеуі.Архивтену энергиясы;
Химиялық реакциялар гомогенді және гетерогенді болып
бөлінеді.
- Гомогенді реакция реагенттердің арасында бүкіл көлемде жүреді, яғни реагенттердің арасында беттік бөліну болмайды.
НСl + NaOH HOH + NaCl
(ер-ді) (ер-ді) сұйық
ерітінді
- Гетерогенді химиялық реакция реагентердің арасында фазалардың беттік бөліну арaлығында жүреді.
Zn + НСl H2 + ZnCl2
қатты ер-ді газ
ер-ді
- Әрекеттесуші массалар заңы: Тұрақты температурада химиялық реакцияның жылдамдығы әрекеттесуші заттардың концентрацияларының көбейтіндісіне тура пропорцинал.
аА + вВ =
mM + nN
типті реакция үшін әсер етуші массалар заңы былай өрнектеледі:
Гетерогенді реакцияларда қатты фазадағы заттар концентрациясы әдетте реакция барысында өзгермейді, сондықтан әсер етуші массалар заңының теңдеуіне кірмейді.
- Мысалы, келесі реакциялар үшін:
а) N2 (г)
+ 3H2 (г) 2NH3 (г)
б) CaCO3 (k) CaO(k) + CO2 (Г)
- =
К,
яғни
бұл
жағдайда
белгілі
бір
температурада
реакция
жылдамдығы
тұрақты.
Реакция жылдамдығына әсер ететін факторлар
- Әрекеттесуші заттардың табиғаты,
- әрекеттесуші заттардың концентрациясы,
- температура,
- қысым (газдар үшін)
- катализатор.
- Мысал. 2NO(г) + O2
(г) = 2 NO2
(г)
реакциясының жылдамдығы қалай өзгереді, егер реакциялық ыдыстың көлемін 3 есеге азайтатын болса?
Шешуі: Көлемі өзгергенше реакция
жылдамдығы келесі теңдеумен өрнектеледі:
= K [NO]2[O2]
Көлем азайғандықтан, әрекеттесуші
заттардың әрқайсысының концентрациясы
үш есе ұлғайады:
/ = K ( 3[NO])2 ( 3 [O2])
= 27 K [NO]2[O2]
және / өрнектерін салыстыра
отырып, реакция жылдамдығының 27 есе көбейетітін
байқауға болады.
Реакция жылдамдығына температураның әсері
Тәжірибе жүзінде температура әрбір 100С – қа артқанда реакция жылдамдығы 2 – 4 есе өсетіндігі анықталған. Бұл ереже Вант-Гофф ережесі деп аталады.
Шешуі:
а) есепте берілгендерді формулаға қойамыз:
Реакция жылдамдығы 81 есе өсетінің көреміз.
б)
Реакция жылдамдығы 3 есе кемиді.
- Қайтымды реакцияларда, тура және кері реакциялардың жылдамдықтары теңескен күйді химиялық тепе-теңдік деп атайды.
- Химиялық тепе-теңдік кезінде ракциялар тоқтап қалмайды, тек қарама-қарсы реакциялардың жылдамдықтары ғана теңесетін процесс. Сондықтан оны жылжымалы немесе динамикалық тепе-теңдік деп атайды.
Химиялық тепе-теңдік
- Бірдей жағдайда қарама-қарсы екі бағытта жүретін реакциялар қайтымды реакциялар деп аталады.
Fe3O4 + 4H2 3Fe +
4H2O
Солдан оңға қарай жазылған реакция тура, ал оңнан солға қарай жазылған реакция кері реакция деп аталады.
- Реакцияға қатысатын заттардың біреуінің концентрациясын аз ғана өзгертсе тепе-теңдік бұзылып, реакцияға қатысатын басқа заттардың барлығының концентрациялары өзгере бастайды.
- Тепе-теңдіктің бұзылуынан реакцияға қатысушы заттардың концентрацияларының өзгеруін тепе-теңдіктің ығысуы деп атайды.
Тепе-теңдік мерзімі
t, c
V моль/л
с
Vтура
Vкері
- Химиялық тепе-теңдік кезінде тура және кері реакциялардың жылдамдықтары теңесетіндіктен
1 = 2 болады, яғни
K1 [А] [Б] = K2
[В] [ Г ]
К1 және К2
– тұрақты шамалар, сондықтан олардың
қатынасы да тұрақты шама болып табылады.
Оны К әрпімен белгілеп, тепе-теңдік константасы деп
атайды.
Химиялық тепе-теңдік тұрақты
жағдайда ғана қалпында болады.
- Концентрация, температура және қысымды өзгертсе тепе-теңдік бұзылып, тура немесе кері реакцияның бағытына қарай ығысады.
- Концентрацияны өзгерткеннен химиялық тепе-теңдіктің ығысу тәртібі Ле-Шателье принципіне бағынады.
Химиялық тепе-теңдік күйіне келіп тұрған жүйе жағдайының (концентрация, температура, қысым) біреуін өзгерту, тепе-теңдікті сол өзгертуге қарсы әрекет туғызатын реакция бағытына қарай ығыстырады.
- Температура көтерілгенде тепе-теңдік эндотермиялық (жылу сіңіре жүретін) реакция бағытына қарай, ал температураны төмендеткенде экзотермиялық (жылу шығара жүретін) реакция бағытына қарай ығысады.
- Қысымның жоғарылауы газ күйіндегі заттар мольдерінің жалпы саны азаятын бағытқа, яғни қысымды төмендететін бағытқа қарай ығысуына әкеледі.
- Мысалы: Тепе-теңдік қай бағытқа қарай ығысады, егер тұрақты температурада газ қоспасының көлемін кішірейту арқылы қысымды жоғарлатса?
a) CO(г) + Cl2(г) COCl2(г)
Реакцияның тура бағытта жүруі газдардың жалпы моль сандарын азайтуға әкеліп соғады, яғни жүйедегі қысымның азайуына әкеледі.
- б) Н2(г) + I2(г) 2HI(г)
Реакция жүргенде газдардың моль сандары өзгермейді, демек қысымның өзгеруіне әкелмейді. Бұл жағдайда қысымның өзгеруі тепе-теңдіктің ығысуына әкелмейді.
Аррениус теңдеуі
- Аррениус көптеген реакцияларда температура жоғарылаған кезде жылдамдықтың артып сызықты болмайтынына назар аударады. Реакция жылдамдығының константасы мына теңдеуге бағынады.
lgK=lgA-Eакт
Бұл теңдеу Аррениус теңдеуі деп аталады. Мұнда Еакт – активтену энергиясы, R- молярлы газ тұрақтысы, Т-абсолют температура, А-молекулалар арасындағы бір секунд ішіндегі жалпы соқтығысу саны. Соқтығысу молекулалардың рекацияға қолайлы ориентациялары кезінде молекулалар арасында болады. реакция жылдамдығына концентрацияның әсері. Хим-қ реакцияның тез жүруі үшін әрекеттесуші заттардың молекулалары жиі түйісулері қажет екендігі анықталды.
Активтену энергиясы
- Активтену энергиясы.Активтенген комплекс. Молекулаларды активті күйіне айналдыру үшін жұмсалатын қосымша энергия активтену энергиясы деп аталады. Активті молекулалардың соқтығысуы нәтижесінде хим-қ реакция жүруі мүмкін. Жүйенің энергетикалық өзгеруі нәтижесінде активті молекулалардың жалпы саны өсуі мүкін. Электрон тығызыдығының қайта таралуы және жаңа хим-қ байланыстардың тууы мүмкін болатын ара қашықтыққа бөлшектер жақындайды. Соған байланысты соқтығысатын бөлшектердің электрон бұлттарының арасында туатын тебісу кұштерін игеруге жеткілікті энергиясы болуы керек.
Назарларыңызға рахмет!