Mavzu : Geterogen kimyoviy reaksiyalarning kinetikasi Reja

Mavzu : Geterogen kimyoviy reaksiyalarning kinetikasi

Reja:

1. 
   Geterogen kimyoviy jarayonlar.
   
2. 
   Geterogen kataliz 
   
3. 
   Geterogen jarayonning mexanizmi
   

Geterogen tizimning turli fazalarida bo'lgan moddalar o'rtasida reaksiya sodir bo'lganda, kimyoviy kinetikaning asosiy postulati qo'llanilmaydi. Geterogen reaktsiyalarda oraliq mahsulotlar rolini odatda kimyoviy kuchlar bilan interfeysga bog'langan molekulalar (sirtda kimyoviy adsorbsiyalangan) o'ynaydi. Har qanday heterojen kimyoviy jarayonda quyidagi bosqichlarni ajratish mumkin:

1.   Interfeysda joylashgan reaksiya zonasiga reaktivlarning tarqalishi .

2.   Reaktiv zarrachalarining yuzada faollashtirilgan adsorbsiyasi .

3.   Adsorbsiyalangan zarrachalarning kimyoviy transformatsiyasi .

4.   Hosil bo`lgan reaksiya mahsulotlarining desorbsiyasi.

5.   Reaksiya zonasidan reaksiya mahsulotlarining tarqalishi .

1 va 5 bosqichlar deyiladi diffuziya , 2, 3 va 4 bosqichlar - kinetik . Geterogen kimyoviy reaktsiyalar tezligining universal ifodasi yo'q, chunki har bir bosqichning tezligi har xil. Eng past ko'rsatkichga ega bo'lgan bosqich cheklovchi bosqich deb ataladi. Qoidaga ko'ra, past haroratlarda heterojen reaktsiya tezligi kinetik bosqichlar bilan belgilanadi ( heterojen jarayonning kinetik hududi deb ataladi ; bu holda reaktsiya tezligi harorat va sirt maydonining kattaligiga bog'liq. fazalarni ajratish; reaktsiya tartibi har qanday bo'lishi mumkin). Yuqori haroratlarda jarayonning tezligi diffuziya tezligi bilan belgilanadi ( diffuziya hududi heterojen reaktsiya, qoida tariqasida, reaktsiyaning birinchi tartibi va jarayon tezligining haroratga va fazalarni ajratish yuzasiga zaif bog'liqligi bilan tavsiflanadi).

katalitik jarayon.

Kataliz - reaksiyadan keyin holati va miqdori o'zgarmagan moddalar ishtirokida kimyoviy reaksiya tezligini o'zgartirish hodisasi. 

Ijobiy va manfiy kataliz (mos ravishda reaksiya tezligining oshishi va kamayishi) farqlanadi , garchi ko'pincha "kataliz" atamasi faqat ijobiy katalizni bildiradi; salbiy katalizga inhibisyon deyiladi .

Faollashgan kompleks strukturasining bir qismi bo'lgan, ammo stexiometrik reaktiv bo'lmagan moddaga katalizator deyiladi . Barcha katalizatorlar ta'sirning o'ziga xosligi va selektivligi kabi umumiy xususiyatlar bilan tavsiflanadi.

Katalizatorning o'ziga xosligi uning faqat bitta reaksiyani yoki bir xil turdagi reaktsiyalar guruhini tezlashtirish va boshqa reaktsiyalar tezligiga ta'sir qilmasligidadir. Masalan, ko'pgina o'tish metallari gidrogenlash jarayonlari uchun katalizatorlardir; alyuminiy oksidi hidratsiya reaktsiyalarini katalizlaydi va hokazo.

Katalizatorning selektivligi - berilgan sharoitda mumkin bo'lgan parallel reaktsiyalardan birini tezlashtirish qobiliyati. Bu turli xil katalizatorlar yordamida bir xil boshlang'ich materiallardan turli xil mahsulotlarni olish imkonini beradi.

Musbat kataliz bilan reaksiya tezligining oshishiga sabab, reaksiya katalizator ishtirokida faollashgan kompleks orqali o`tganda aktivlanish energiyasining kamayishidir (35-rasm).

Guruch. 35. Katalizatorsiz (1) va katalizator ishtirokida (2) kimyoviy reaksiyaning energiya diagrammasi.

Katalizatorning mavjudligi jarayon natijasida termodinamik potentsialning o'zgarishi miqdoriga ta'sir qilmaydi va shuning uchun hech qanday katalizator termodinamik jihatdan imkonsiz jarayonning o'z-o'zidan borishiga imkon bera olmaydi. Katalizator teskari reaktsiyalar uchun muvozanat konstantasining qiymatini o'zgartirmaydi; bu holda katalizatorning ta'siri faqat muvozanat holatiga erishishni tezlashtirishdan iborat.

Reaksiyaga kirishuvchi moddalar va katalizatorning fazaviy holatiga qarab bir jinsli va geterogen kataliz ajratiladi. 

Gomogen kataliz - bu reaktivlar va katalizator bir fazada bo'lgan katalitik reaktsiya. Bir hil katalitik jarayonlarda katalizator reagentlar bilan oraliq reaktiv mahsulotlar hosil qiladi.

Bunday jarayonga misol sifatida asetaldegidning parchalanishini keltirish mumkin, uning faollanish energiyasi E _A = 190 kJ/mol:

CH ₃ CHO