ქიმიური კინეტიკა არის დარგი, რომელიც შეისწავლის ფაქტორებს, რომლებიც გავლენას ახდენენ ქიმიური რეაქციების განვითარების სიჩქარეზე, ანუ მათ სიჩქარეზე. სულ უფრო და უფრო მეტი გამოკვლევა მიმდინარეობს ამ სფეროს გარშემო, რადგან ხშირად გვინდა დავაჩქაროთ ზოგიერთი რეაქცია ან შევაფერხოთ სხვები. ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ინდუსტრიებისთვის და ამ კვლევას მნიშვნელოვანი ტექნოლოგიური შედეგები მოაქვს.
მაგრამ მას შემდეგ, რაც რეაქციის სიჩქარე შეიძლება შეიცვალოს თითოეული დროის ინტერვალით და ერთი ნივთიერიდან მეორეზე, ჩვეულებრივია გამოითვალოს საშუალო რეაქციის სიჩქარე.
განვიხილოთ შემდეგი ზოგადი რეაქცია, სადაც კოეფიციენტებია მცირე ასოები და რეაქტივები და პროდუქტები წარმოდგენილია დიდი ასოებით:
a A + b B → c C + d D
მოცემულია ამ რეაქციის საშუალო სიჩქარე ნებისმიერი რეაქციული ნივთიერების რეაქციის საშუალო სიჩქარის ან რომელიმე პროდუქტის წარმოქმნის საშუალო სიჩქარის დაყოფა ქიმიური განტოლების შესაბამის კოეფიციენტზე. ამას იძლევა:
მაგალითად, განვიხილოთ წყალბადის ზეჟანგის დაშლის რეაქცია:
2 საათი2ო2 (aq) → 2 ჰ2ო(1) + 1 ო2 (გ)
ვთქვათ, რომ 1 წუთში წარმოიქმნა 0.3 მოლი / ლ H2O და 0.15 მოლ / ლ O2, ხოლო 0.3 მოლ / ლ H დაიშალა2ო2ანუ რეაქციაში ამ ნივთიერებების დაშლისა და წარმოქმნის საშუალო სიჩქარეა:
ვmH2O2 = 0,3 მოლი / ლ. წთ
ვmH2O = 0,3 მოლი / ლ. წთ
ვmO2 = 0,15 მოლი / ლ. წთ
გლობალური რეაქციის საშუალო სიჩქარე მოიძებნება ერთ-ერთი ამ მნიშვნელობის აღებით და განყოფილებაში მისი შესაბამისი კოეფიციენტის გაყოფით:
ვმ = ვmH2O2 = 0,3 მოლი / ლ. წთ = 0,15 მოლი / ლ. წთ
2 2
ვმ = ვmH2O = 0,3 მოლი / ლ. წთ = 0,15 მოლი / ლ. წთ
2 2
ვმ = ვmO2 = 0,15 მოლი / ლ. წთ = 0,15 მოლი / ლ. წთ
1 1
გაითვალისწინეთ, რომ სამი მნიშვნელობა ტოლია, შესაბამისად, რეაქციის სიჩქარე იგივეა, რაც ნებისმიერი რეაქტივის ან პროდუქტის ფუნქცია, იგივე დროის ინტერვალში.
ამასთან, როგორ იქნა ნაპოვნი ამ რეაქციებში მონაწილე თითოეული ნივთიერების საშუალო სიჩქარის საშუალო მნიშვნელობები?
მისი გამოანგარიშება შესაძლებელია ნივთიერების (რეაგენტის ან პროდუქტის) კონცენტრაციის ვარიაციის დაყოფა დროის ინტერვალისთვის. თუ ჩვენ ვადგენთ საშუალო სიჩქარის ერთ-ერთს რეაგენტები რეაქცია, ჩვენ უნდა დააყენოს a უარყოფითი ნიშანი ადრე, ანდა განვიხილოთ კონცენტრაციის მნიშვნელობა მოდულში ||, მას შემდეგ, რაც დროთა განმავლობაში რეაქტივის კონცენტრაცია მცირდება, სიჩქარის მნიშვნელობა უარყოფითი იქნება, მაგრამ უარყოფითი სიჩქარე არ არსებობს.
ნუ გაჩერდები ახლა... რეკლამის შემდეგ მეტია;)
მაგალითად, გაითვალისწინეთ ოზონის გაზის დაშლის შემდეგი რეაქცია (O3 (გ)) ჟანგბადის აირში (O2 (გ)):
2 ო3 (გ) → 3 O2 (გ)
ვთქვათ, რომ ბუშტში 10 მოლი იყო ოზონის გაზი, მაგრამ 1 წუთის შემდეგ მხოლოდ 4 მოლი დარჩა; ეს ნიშნავს, რომ ოზონის 6 მოლი გადაიქცა ჟანგბადის გაზად. ასე რომ, ჩვენ გვაქვს:
2 ო3 (გ) → 3 O2 (გ)
t = 0 წთ 2 მოლი / ლ 0 მოლ / ლ
ხარჯები ჩამოყალიბდა
6 მოლი / ლ 9 მოლი / ლ
t = 1 წთ 4 მოლი / ლ 9 მოლი / ლ
გაითვალისწინეთ, რომ რადგან რეაქციის თანაფარდობაა 2: 3, მაშინ თუ 6 მოლი O გამოიყენებოდა3, წარმოიქმნა 9 მოლი O2. 1 წუთის შემდეგ, ჩვენ გვაქვს შემდეგი საშუალო სიჩქარე:
ვმ = - ∆ [The3]
ტ
ვმ = - ([ო3 ფინალი - ო3 საწყისი])
ტფინალი - ტსაწყისი
ვმ = - ([4 - 10])
1– 0
ვმ = 6 მოლი / ლ. წთ1 1 წუთის განმავლობაში 6 მოლ ოზონი რეაგირებდა სისტემის თითოეულ ლიტრში.
ვმ = ∆ [The2]
ტ
ვმ = ([ო2 ფინალი - ო2 საწყისი])
ტფინალი - ტსაწყისი
ვმ = ([9 - 0])
1– 0
ვმ = 9 მოლი / ლ. წთ1 1 წუთის განმავლობაში წარმოიქმნა 9 მოლი ჟანგბადი სისტემის თითოეულ ლიტრში.
ეს გვაჩვენებს, რომ საშუალო სიჩქარის გამოთვლა შეგვიძლია, როგორც რეაქტიული ნივთიერებების ფუნქცია ან პროდუქტების ფუნქცია.
ახლა, თუ გვსურს გამოვთვალოთ ამ გლობალური რეაქციის საშუალო სიჩქარე, გავაკეთოთ ისე, როგორც ეს ვაჩვენეთ დასაწყისში: თითოეული ეს სიჩქარე დაყავით მათი კოეფიციენტების მიხედვით ქიმიურ განტოლებაში:
ვმ = ვmO3 = 6 მოლი / ლ. წთ = 3 მოლი / ლ. წთ
2 21
ვმ = ვmO2 = 9 მოლი / ლ. წთ = 3 მოლი / ლ. წთ
3 3
ვმ = ვmO3 = ვmO2
23
ჯენიფერ ფოგაჩას მიერ
დაამთავრა ქიმია
გსურთ მიუთითოთ ეს ტექსტი სასკოლო ან აკადემიურ ნაშრომში? შეხედე:
FOGAÇA, ჯენიფერ როშა ვარგასი. "ქიმიური რეაქციების სიჩქარე"; ბრაზილიის სკოლა. Ხელმისაწვდომია: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/velocidade-das-reacoes-quimicas.htm. წვდომა 2021 წლის 27 ივნისს.
