27. Химиялық реакция жылдамдығына реагенттер концентрациясының әсерін, әрекеттесуші массалар заңын қолдану жағдайларын көрсетіңіз.

Химиялық реакцияның тез жүруі үшін әрекеттесуші заттардың молекулалары жиі түйісулері қажет екендігі анықталды. Түйісуді жиілендіру үшін алдымен әрекеттесуші молекулалардың санын, демек концентрациясын өсіру керек. Мысалы:

H2+Cl2=2HCl реакциясын алайық; реакцияның жылдамдығы минутына 0,001 моль әрекеттесуіне тең болсын. Енді әрекеттесуші заттардың бірінің, айталық йодтың концентрациясын 3 есе өсірейік, сонда йод пен сутегі молекулаларының бір минут ішінде түйісулерінің саны үш есе артады, демек олардың арасындағы реакцияның жылдамдығы да үш есе артады; тіпті екі газдың да концентрациясын біреуінікін 3 есе, екіншісінікін 2 есе өсірсек, онда реакцияның жылдамдығы алты есе артып, минутына 0,001х3.2=0.006моль болады.

Реакцияның жылдамдығына әрекеттесуші заттардың концентрациясының әсерін зерттеген Норвегия ғалымдары Гульдберг және Вааге 1867-жылы мынадай қорытындыға келген:

Химиялық реакцияның жылдамдығы реакцияласушы заттардың концентрацияларының көбейтіндісіне тура пропорционал. Мұны әрекеттесуші массалар заңы деп атайды. Бұл заңның математикалық теңдеуін жазу үшін, реакцияны жалпы түрде былай жазайық:

А+B=C

А және В затының концентрациясын [A] және [B], реакцияның жылдамдығын деп белгілесек болады:

Сигма=k·[A]·[B] мұндағы k-пропорционалдық коэффициенті.

Егер теңдеуде [A]=1 және [B]=1 болса, онда, демек k-әрекеттесуші заттардың концентрациясы бірге тең (1 моль/л) болған жағдайдағы реакцияның жылдамдығы

V=k

Бұл k шамасы әрбір реакция үшін тұрақты шама, ол тек әрекеттесуші заттардың табиғатына және температураға тәуелді өзгереді, сондықтан оны реакцияның жылдамдық констансасы деп те атайды.

Химиялық реакцияның жылдамдығы әрекеттесуші заттардың концентрациясына тәуелді болатынын газдардың реакциясын мысалға ала отырып алғаш рет 1865 жылы орыс ғалымы Н.Н. Бекетов айтқан болатын.

28.Хим.Тепе-теңдік константасы және Ле-Шателье ұстанымын мысалдар келтіріп түсіңдіріңіз

Химиялық тепе-теңдіктің констансасы әрекеттесуші заттардың табиғатына және ортаның температурасына байланысты, бірақ заттардың концентрациясы мен катализаторға байланысты емес.

Химиялық тепе-теңдіктің констансасы, егер әрбір әрекеттесуші заттардың концентрациясы 1моль/л тең болғанда, тіке реакцияның жылдамдығы кері реакцияның жылдамдығынан неше рет үлкен екендігін көрсетеді. Тепе-теңдік констансасының физикалық мәні осында.

Тепе-теңдік констансасы маңызды шама. Оның физикалық мағынасы- берілген стехиометриялық теңдеу бойыша, реакцияның «солдан оңға» жүру қабілеттілігінің сандық өлшемі болып табылады. Реагенттер қандай түрде болмасын, константа тепе-теңдік шығымын анықтауға мүмкіндік береді.

K<<1 – тепе-теңдік солға қарай ығысқан, яғни тепе-теңдік жүйеде реагенттердің концентрациясы басым.

K>>1 – тепе-теңдік оңға қарай ығысады, яғни тепе-теңдік жүйеде өнімдерің концентрациясы басым.

K=1, онда тепе-теңдік жүйеде тіке және кері реакциялардың жүру мүмкіншілігі бірдей болады.

Тепе-теңдікте тұрған жүйенің жағдайын өзгертсе, тіке және кері реакциялар жылдамдықтарының әр түрлі өзгеруіне байланысты тепе-теңдік бұзылады. Белгілі уақыттан кейін жаңа күйге сәйкес жаңа химиялық тепе-теңдік орнайды. Тепе-теңдіктің бір күйден екінші күйге ауысуын тепе-теңдіктің ығысуы деп атайды.

Тепе-теңдіктің ығысу бағыты Ле-Шателье принципімен анықталады: Тепе-теңдікте тұрған жүйенің жағдайына әсер етсе, онда тепе-теңдік әсер етуші жағдайды азайту бағытына қарай ығысады.

Тепе-теңдікте әсер етуші факторларды жекелей қарастырайық.

Концентрацияның әсері. Егер әр заттың біреуінің концентрациясын арттырса тепе-теңдік реакция өнімінің түзілу бағытына ығысады. Егер реакция өнімін реакция ортадан алып кетіп арттырса тепе-теңдік тура реакция бағытына ығысады. Мысалы, реакция нәтижесінде түзілген түзілген суды су тартқыш заттар арқылы бөліп алады. Нәтижесінде тура реакция жүре береді.

Температураның әсері. Химиялық тепе-теңдікке температураның әсері реакцияның жылу эффектісімен анықталады. Егер ∆H<0, онда химиялық реакция экзотермиялық болады.Егер ∆H>0, онда химиялық реакция эндотермиялық болады. Температураның өсуі химиялық тепе-теңдікті эндотермиялық процесс жаққа қарай ығыстырады және керісінше, температураның төмендеуі тепе-теңдікті экзотермиялық процесс жаққа қарай ығыстырады.

Қысымның әсері. Химиялық тепе-теңдіктің ығысуына қысымның әсері реакция барысында газдардың көлемінің өзгеруімен анықталады. Қысымның ұлғаюы реакцияның тепе-теңдігін газдардың көлемінің кішірейетін жағына қарай ығыстырады және керісінше, қысымның азаюы тепе-теңдікті газдардың көлемі үлкейетін жаққа қарай ығыстырады.