Chirchiq davlat pedagogika universiteti fizika va kimyo fakulteti ilmiy va metadologik kimyo kafedrasi

Kurs ishining vazifalari: Kurs ishining maqsadidan kelib chiqqan holda quyidagi vazifalarni bajarish uchun belgilab oldik:
-Kimyoviy reaksiya tezligi mavzusini yoritish; -kimyoviy muvozanat mavzusi haqida tushuncha berish;
- Kimyoviy muvozanat mavzusini axborot texnologiyalari asosida o’qitish metodikasini ishlab chiqish.
Kurs ishning tarkibi va hajmi: Kurs ishi kirish, asosiy qism, xulosa va foydalanilgan adabiyotlar qismlaridan iborat bolib, umumiy hajm -betni tashkil qiladi.


I. Kimyoviy reaksiya tezligi haqida ma’lumot
1.1. Kimyoviy reaksiya tezligi.
Kimyoviy reaksiyalar gomogen va geterogen reaksiyalarga bo’linadi. Gomogen reaksiyalar bir jinsli muhitda boradi (masalan gaz fazada yoki eritmada). Geterogen reaksiyalar har xil fazalarda boradi (masalan qattiq va suyuq, qattiq va gaz, suyuq va gaz). Kimyoviy o'zgarishlarning mexanizmlari va ularning tezligi kimyoviy kinetika bilan o'rganiladi. Kimyoviy jarayonlar vaqt o'tishi bilan har xil tezlikda boradi. Ba'zilari tezda, deyarli bir zumda sodir bo'ladi, boshqalari esa juda uzoq vaqtni oladi. Kimyoviy reaksiyalarning tezligi deganda hajm birligida vaqt birligi ichida sodir bo’ladigan to’qnashishlar soniga aytiladi. Reaksiya tezligi odatda reaksiyaga kirishayotgan yoki hosil bo’layotgan moddalardan birortasining kontsentrasiyasini vaqt birligi ichida o’zgarishi bilan xarakterlanadi. Kinetika – kimyoviy jarayonlarning tezligi, mexanizmlari va unga tasir etuvchi omillarni o’rganadi. Kimyoviy reaksiya tezligi – kimyoviy reaksiyada ishtirok etayotgan moddalar konsentratsiyasini vaqt birligi ichida o’zgarishi kimyoviy reaksiya tezligi deyiladi. = Bu yerda: C1 – moddani dastlabki konsentratsiyasi; C2 – reaksiyadan keyingi konsentratsiyasi; t1 va t2 -dastlabki va reaksiyadan keyingi vaqt.
I. Kimyoviy reaksiya tezligi haqida ma’lumot 1.2. Kimyoviy reaksiya tezligiga ta’sir etuvchi omillar.
Kimyoviy reaksiya tezligiga tasir etuvchi omillar – kimyoviy reaksiya tezligiga quyidagi omillar tasir etadi. - reaksiyaga kirishayotgan moddalar tabiatiga; -reaksiyada ishtirok etuvchi moddalarning konsentratsiyasiga ; - temperaturaga; -massalar ta’siri; -gazlarda bo’ladigan reaksiyada-bosimga; -qattiq moddalarning reaksiyalarida- maydalanganlik darajasiga; -radioaktiv nur tasiriga. Reaksiya tezligining kimyoviy reaksiyaga kirishuvchi moddalar tabiatiga bog’liqligi. Tasirlashayotgan moddalar qancha bir-biriga moyil bo’lsa va yangi kimyoviy moddalar hosil bo’lishi bilan tugaydigan to’qnashishlar foizi qancha ko’p bo’lsa, reaksiya tezligi katta bo’ladi. M; H2 + F2 = 2HF H2 + Br2 = 2HBr Birinchi reaksiya 200C^o da ham portlash bilan borsa, ikkinchisi esa qizdirilganda ham sekin boradi. Bunga sabab vodorodning ftorga nisbatan kimyoviy moyilligi bromga qaraganda kattaligida (ftorning NEM bromnikiga nisbatan yuqori). Reaksiya tezligining konsentratsiyaga bog’liqligi. A va B moddalar o’zaro kimyoviy reaksiyaga kirishish uchun ularning molekulalari bir-biri bilan to’qnashishi kerak. To’qnashuvlar qancha ko’p bo’lsa, reaksiya shuncha tez ketadi. Reaksiyaga kirishuvchi moddalarning konsentratsiyasi qancha yuqori bo’lsa, to’qnashuvlar soni ko’p bo’ladi. Kimyoviy reaksiya tezligiga konsentratsiyani tasirini 1867-yil norvegiyalik olimlar; K.Mguldberg va P.Vagelar tomonidan kimyoviy kinetikaning asosiy qonuni massalar tasiri qonuni kashf etildi. Bu qonunga ko’ra: kimyoviy reaksiya tezligi reaksiyaga kirishayotgan moddalar konsentratsiyalari ko’paytmasiga proporsional va reaksiya tenglamasidagi modda formulasi oldidagi koefitsent konsentratsiya darajasiga bog’liq. Masalan; NH3 ni hosil bo’lish reaksiyasi uchun to’g’ri va teskari reaksiya tezliklari quyidagicha ifodalanadi. N2 + 3H2 ↔ 2NH3 V1 = k [N2] [H2] 3; V2 = [NH3] 2 Bu formulalarda [N2] [H2] va [NH3] lar tegishlicha N2 va NH3 larning molyar konsentratsiyalari; k1 va k2 lar proporsionallik koefitsentlari bo’lib, reaksiyaning tezlik doimiysi deb ataladi. Tezlik doimiysi reaksiyada qatnashuvchi moddalar tabiatiga, temperaturaga, katalizatorning bor-yo’qligiga bog’liq, lekin konsentratsiyaga bog’liq bo’lmaydi. Agar reaksiyaga kirishayotgan moddalardan biri qattiq holatda bo’lsa, masalan, uglerodning yonishi: C + O2 = CO2 Bu reaksiya tezligi faqat kislorod konsentratsiyasiga bog’liq. v = k[O2] Reaksiya tezligiga temperaturaning ta'sirí. Temperatura ortishi bilan reaksiya tezligi ortadi. Reaksiya tezligiga temperaturaning ta’sirini o'rganish natijasida Vant-Goff quyidagi qonunni kashf etdi: temperatura har 10C^o ga oshganda reaksiyaning tezligi 2- 4 marta ortib boradi. Demak, temperatura 10 C^o ga ko‘tarilganda reaksiyaning tezligi kamida 1000 marta oshadi. Temperatura o'zgarganda, reaksiya tezligini quyidagi tenglama yordamida hisoblash mumkin: Vt2 - reaksiyaning o temperaturadagi tezligi, Vt1 - reaksiyaning o temperaturadagi tezligi, — temperatura 10C° ko‘tarilganda reaksiyaning tezligi necha marta ortganligini ko‘rsatuvchi son (ya’ni, reaksiya tezligining temperatura koeffitsiyenti). Masalan: Agar reaksiyaning xarorat koeffitsiyenti 4 ga teng bo’lsa, xarorat 10 dan 50 ga ko’tarilganda reaksiya tezligi necha marta ortadi? =255 marta Temperatura ko‘tarilganda molekulalaming o'zaro to‘qnashuvlari soni ham ortadi. Masalan, temperatura 100°C ga ortganda molekulalarning o‘zaro to'qnashuvlari soni atigi 1,2 marta, reaksiyaning tezligi esa, eng kamida, 1000 marta ortadi. Bundan ma’lumki, qizdirish bilan reaksiyaning tezligi ortishini faqat molekulalar orasidagi to'qnashuvlar sonining ortishi bilan tushuntirib bo‘lmaydi. Temperatura ortganda passiv (kam encrgiyali) molekulalar energiya olib aktivlashadi va sistemada aktiv molekulalaming soni ortadi. Sistemada aktiv molekulalar qancha ko'p bo’lsa, reaksiya shuncha tez boradi. Reaksiyaga kirishayotgan moddalaming molekulalarini (zarrachalarini) aktiv molekulalariga aylantirish uchun ularga berish kerak bo'lgan energiya aktivlash energiyasi deyiladi. Agar aktivlash energiyasi kam bo’lsa, reaksiya borayotganda ma’lum vaqt oralig‘ida energetik g'ovni ko‘p sonli zarrachalar yengib o‘tadi va reaksiyaning tezligi yuqori bo'ladi. Lekin aktivlashgan eneigiya katta bo‘lsa, reaksiya ekin ketadi. Massalar ta’siri qonuni. Kimyoviy reaksiya tezligi reaksiyaga kirishayotgan moddalarning kontsentratsiyalari ko’paytmasiga to’g’ri proporsionaldir. Kimyo uchun nihoyatda muhim bo’lgan bu qoida 1867 yilda norvegiyalik ikki olim K. Guldberg va P. Vaage tomonidan kashf etilgan bo’lib, massalar ta’siri qonuni deb ataladi. Kimyoviy reaksiya tezligi reaksiyaga kirishayotgan moddalar konsentratsiyalari ko‘paytmasiga proporsional va reaksiya tenglamasidagi modda formulasi oldidagi koeffitsiyent konsentratsiya darajasiga qo ‘yiladi. Bu qonunga muvofiq A + B → C reaksiyasi uchun: V=k[A]∙[B] bo'ladi, bu yerda V – reaksiya tezligi (kuzatilgan tezlik), [A],[B] – reaksiyaga kirishayotgan (A va B) moddalarning mol bilan ifodalangan kontsentratsiyasi, k– tezlik konstantasi. Agar A=B=1 bo’lsa, V=k bo'ladi; demak - k reaksiyaga kirishayotgan moddalarning kontsentratsiyalari 1 molga teng bo’lgandagi reaksiya tezligi, ya’ni solishtirma tezlikdir. k ning qiymati reagentlarning (reaksiyaga kirishayotgan moddalarning) tabiatiga, temperaturaga va katalizatorga bog’liq bo’lib, kontsentratsiyaga bog’liq emas. Reaksiyalarning tezliklari K ning qiymatlari bilan taqqoslanadi. Agar reagentlarning stexiometrik koeffitsientlari birdan boshqa songa teng bo’lsa, masalan: aA+bB → cC uchun massalar ta’siri qonunining matematik ifodasi quyidagicha bo’ladi: V=k[A]a∙[B]b Massalar ta’siri qonunidan foydalanib, konsentratsiyaning o’zgarishi bilan tezlikning o’zgarishini hisoblab topish mumkin. Geterogen reaksiyalarning tezligi reaksiyaga kirishuvchi moddalarning bir-biriga tegib turadigan sirtqi kattaligiga proporsionaldir. Agar reaksiyaga kirishayotgan moddalardan biri qattiq modda bo‘lsa, bunday reaksiyani tezlatish uchun qattiq moddaning sirtini kattalashtirish (moddani maydalash) kerak. Qattiq moddaning sirti qancha katta bo‘lsa, reaksiyaga kirishayotgan ikkinchi moddaning zarrachalari bilan to‘qnashish ehtimolligi shuncha oshadi, zarrachalar qancha tez to’qnashsa, reaksiya shuncha tez boradi. Bosim o‘zgarishi faqatgina yopiq sistemada boruvchi reaksiyalarga ta’sir o‘tkazadi.Hajmni o‘zgarishi bosimning o‘zgarishiga olib keladi. Ya’ni hajm kamayganda bosim ortadi. Hajm necha marta kamaysa, bosim shuncha marta ortadi va shu sistema ichidagi barcha gaz moddalarni molyar konsentratsiyalari ham shuncha martaga ortadi. Hajm oshganda esa bosim kamayadi, bu gaz moddalar konsentratsiyasini kamayishiga olib keladi.Bosim va hajm gaz modda konsentratsiyasini o‘zgartirishini hisobga olsak, bu omillar ta’sirini konsentratsiya o‘zgarishi sifatida qabul qilib, tezlikning konsentratsiyaga bog‘liq bo‘lgan formulasi yordamida reaksiya tezligi necha marta o‘zgarishini aniqlasa bo‘ladi. Gomogen gaz sistemalarda reaksiya tezligi sistemadagi bosim o‘zganshiga sezilarli bo’ladi. Agar biz reaksiya tezligiga ta’sir etuvchi omillardan biri — konsentratsiya va hajm orasidagi nisbatning С = 1/V ( С — molyar konsentratsiya, V — sistema hajmi) PV= Constdan РV= 1 va undan V = 1/P bo‘ladi; unda С = P, ya’ni gaz sistemadagi bosim ortishi moddalar konsentratsiyasining ham ortishiga olib keladi.Shu sababli, massalar ta’siri qonunidagi omillarning biri — kon­sentratsiya ta’sirini gaz sistemasidagi bosim bilan almashtirish o‘rinli bo‘ladi. Ammiak sintezi reaksiyasidag v = k[N₂][H₂]³ o‘rniga V = k•[P_N2 • P_H2]³ ni yozish mumkin.