Umumiy kimyo

LABORATORIYA ISHI №22
KIMYOVIY REAKSIYALARNING TEZLIK KONSTANTASINI ANIQLASH
Ishdan maqsad: Murakkab efirlarning vodorod va gidroksil ionlari ishtirokida sovunlanish reaksiyalarining tezligini o’rganish.

NAZARIY MA’LUMOT

Kimyoviy kinetika - kimyoviy jarayon, uning mexanizmi va qonuniyatlari to’g’risidagi ta’limotdir. Kimyoviy reaksiyalarning mazmunini ikki asosiy bo’lim tashkil qiladi:
1. Reaksiyaning mexanizmini hisobga olmasdan reaksiya tezligini formal - matematik ifodalash bo’lib, formal kinetik deb nomlanadi.
2. Kimyoviy ta’sirlanish mexanizmlari to’g’risidagi ta’limot. Kimyoviy texnologiyada qo’llaniladigan kimyoviy reaksiyalarni o’rganish vaqtida kimiyoviy kinetika hamda kimyoviy termodinamika usullaridan foydalaniladi.
Kimyoviy kinetika kimyoviy jarayonlar tezligini oldindan aytishga imkon beradi. Kimyoviy termodinamika esa, bu reaksiya ketadimi yoki yo’qmi deb aytishga, uning muvozanat holati va issiqlik effektini hisoblashga yordam beradi. Lekin amaliyot uchun reaksiyaning borishi mumkinligini bilishdan tashqari uning tezligini ham bilish kerak. Bunday savollarga javobni kimiyoviy kinetika beradi. Kimyoviy kinetika qonuniyatlarini bilish uchun reaksiya qaysi yo’l bilan borishini bilish kerak, u esa oldindan ma’lum emas.


Asetonni yodlash reaksiyasining tezlik doimiysini aniqlash.
I shdan maqsad: Kislotali muxitda asetonni yodlash reaksiyasining tezlik konstantasini aniqlash.

1. 
   Asetonni yodlash reaksiyasi
   
2. 
   Anion, yod bilan reaksiyasiga kirishadi:
   

Birinchi bosqich muddati sekin, ikkinchi bosqich esa juda tez oxirigacha boriladi. Shuning uchun jarayonning umumiy tezligi sekin boruvchi, birinchi bosqich tezligi bilan o’lchanadi. Binobarin reaksiyaning tezligi aseton va vodorod ionlari (katalizator), konsentratsyasiga bog’liq bo’ladi. Reaksiya davomida kislota (HJ) hosil bo’lishi, N⁺ ionlarining ortib borishiga va reaksiyani yanada tezlashishiga olib keladi. Reaksiya davomida katalizator rolini o’ynovchi moddalar hosil bo’lishi bilan boradigan reaksiyalar avtokatalitik reaksiya deyiladi.
Asetonni yodlash reaksiyasining tezligi
tenglama bilan ifodalanadi.
da + - ishora reaksiya davomida N ionlarning ortib borishini ko’rsatadi.
Bu erda S_{o, as} – asetonning boshlang’ich konsentratsiyasi, g – ekv/l
S_{o, n+} – vodorod ionlarining boshlang’ich konsentratsiyasi, g – ekv/l
S_x – t vaqt ichida reaksiyaga kirishgan aseton konsentratsiyasi
Bunda: (21)
kelib chiqadi.


Ishning bajarilishi: Yodning 0,1n eritmasidan pipetka bilan 25 ml olib 250 ml hajmli o’lchamli kolbaga qo’ying. Unga HCl ning 1n eritmasidan 25 ml, distillangan suvdan 190 ml qo’shing. Kolbani termostatga joylashtiring va 10-20 daqiqa o’tgach 2 ml aseton (zichligi 0,792 g/ml) qo’ying va kolbaning belgisigacha distillangan suv quyib, tez chayqating. Yodning boshlang’ich konsentratsiyasi aniqlanadi. Buning uchun shu zaxotiyoq pipetka bilan 25 ml aralashmadan oling va NaHCO₃ ning 0,1 eritmasidan 15ml solingan kolbaga quying va 2-3 tomchi kraxmal ishtirokida Na₂S₂O₃ ning 0,01 n eritmasi bilan titrlang.
Yod bilan Na₂S₂O₃ o’rtasida quyidagicha reaksiya boradi:
2 Na₂S₂O₃ + J₂ = 2NaJ + Na₂S₄O₆
Bu reaksiya pN – qiymati 7 – 6 atrofida bo’lganda sodir bo’ladi. RN – ning boshqacharoq qiymatida boshqacharoq bo’ladi. SHu sharoitni tahmin qilish uchun NaHCO₃ qo’shiladi.
Aralashmadan analizga olish vaqti tajribaning boshlanish vaqti hisoblanadi. Reaksiyaning borishini ma’lum vaqtlardan so’ng reaksion aralashmadagi yodning konsentratsiyasini yukorida aytilgan usul bilan (Na₂S₂O₃ bilan titrlab) aniqlash orqali kuzatiladi:
Tajriba 20-25⁰ C da olib borilsa, har 20 minutdan so’ng tajriba 30-40⁰C da olib borilsa har 10-15 min so’ng namuna olinadi.
Reaksiyaga kirishgan aseton konsentratsiyasi quyidagi tenglama asosida hisoblanadi:
eritmasining birinchi titrlashga sarf bo’lgan hajmi (t=0da), ml.
eritmasining ma’lum vaqtdan so’ng titrlashga sarf bo’lgan hajmi, ml.
- eritmasining konsentratsiyasi, g-ekv/l
Tajriba natijalarini jadvalga yozing. Bu ma’lumotlarni tenglamaga (21) ga qo’yib. «K» hisoblanadi.
9.1-jadval

Vaqt t min	Titrlashga sarf bo’lgan Na2S2O3 eritmasining hamji, ml	Sx 2-ekv/l	So, as 2-ekv/l	So,N+ 2-ekv/l	Tezlik konstantasi, K

Agar reaksiyani 3 xil temperaturada tajriba o’tkazilsa, tajribaning har qaysisi uchun shu xilda tezlik konstantasi xisoblab, reaksiya tezligining temperatura koeffisenti (j) ni hisoblab topish mumkin:





Indeks t shu konstantaga mos keladigan temperaturani ko’rsatadi. Turli temperaturadagi tezlik konstantasi topilgandan keyin aktivlanish energiyasini quyidagi tenglama yordamida hisoblanadi:



bu erda: _{ } – reaksiyaning T₁ temperaturadagi tezlik konstantasi; _{ } - reaksiyaning T₂ temperaturadagi tezlik konstantasi.
Demak, reaksiyaning ikki xil temperaturadagi tezlik kostantasini tajriba yo’li bilan topib, reaksiyaning aktivlanish energiyasi hisoblanadi.
Joriy nazorat savollari va topshiriqlar:

1. 
   Kimyoviy kinetika. Kimyoviy reaksiya tezligi va unga ta’sir etuvchi omillar.
   
2. 
   Kimyoviy reaksiyalarni molekulyar va kinetik jihatdan sinflanishi.
   
3. 
   Birinchi va ikkinchi tartibli reaksiyalarning kinetik tenglamalari.
   
4. 
   Oddiy va murakkab reaksiyalar.
   
5. 
   Reaksiya tartibi deb nimaga aytiladi?
   
6. 
   Reaksiya tartibini aniqlash usullari.
   

7. 
   Reaksiyaning tezlik konstantasini aniqlash.
   
8. 
   Reaksiya tezligiga temperaturaning ta’siri.
   
9. 
   Aktivlanish energiyasini aniqlash.
   
10. 
    Kimyoviy reaksiyalar kinetikasini o’rganishning amaliy ahamiyati.