Reaksiya tezligiga temperaturaning tasiri

Reaksiya tezligiga temperaturaning ta'siri

Temperaturaning reaksiya tezligiga katta ta’sir ko‘rsatishi bizga ma’lum bo'lgan ko‘pchilik jarayonlarda kuzatiladi.
Reaksiya sodir bo'lishi uchun boshlang'ich moddalar molekulalaridagi bog'lar uzilishi va mahsulot hosil qiluvchi zarrachalar orasida yangi bog'lar paydo bo'lishi kerak. Misol tariqasida H₂ va I₂ molekulalari to ‘qnashishi natijasida vodorod yodidning hosil bo'lishini quyidagicha tasvirlash qulay:

H–H + I–I → H–H^....I–I → I–H + I–H

Mahsulot hosil bo'lishi uchun H₂ va I₂ molekulalari o‘zaro to‘qnashishi natijasida oraliq mahsulot — aktivlangan kompleks hosil bo'lishi kerak. Bu vaziyat natijasida yangi molekulalar to‘qnashganda bir-biriga nisbatan ma’lum vaziyatda yaqinlashishlari kerak. Yuqorida keltirilgan vaziyatdan tashqari boshqa vaziyatlardagi to‘qnashishlar ham bo'lishi mumkin:

Bu to‘qnashuvlarning birontasi ham ijobiy natijaga olib kelishi mumkin emas. Yana bir vaziyat — (bir to‘qnashish ham amalga oshmaydigan holatni tushuntiradi) — to ‘qnashgan zarrachalarning energiyalari yetarli kattalikka ega bo'lmasa, uning natijasi ijobiy bo'lmaydi.

Aktivlanish energiyasi

To‘qnashish natijasida reaksiya sodir bo'lishi kerak bo'ladigan energiya­ni ayni reaksiyaning aktivlanish energiyasi deb ataladi. Shunday energiyaga ega bo'ladigan molekulalarning aktiv molekulalar yoki aktiv komplekslar rolini ham unutmaslik kerak. Bir-biriga yaqinlashib kelayotgan zarra­ chalarning energiyasi yetarli bo'lmasa (aktiv bo'lmagan zarrachalar), reak­siya sodir bo'lmaydi. Rasmda boshlangich H₂ va I₂ moddalaming mahsulot HI ga aylanishida energetik o‘zgarishlar aks ettirilgan.

Aktivlangan komplekslarning yashash davri taxminan 10^-12 s bo'lishi sababli shunday qisqa vaqt davomida faqat energiyalari yetarli bo‘lgan molekulalargina reaksiyaga kirishib ulguradilar. Temperatura ortganda bunday zarrachalar soni keskin ko‘payadi. Masalan, temperatura 100 °C ga ko‘tarilganda aktivlangan molekulalar soni taxminan 1000, aniqrog‘i 2^I0 =1024 martaga yaqin bo‘ladi. Xulosa qilib aytganda, γⁿ qiymati aktivlan­ gan molekulalar soniga yaqin.

Reaksiya tezligining temperaturaga bog‘liqligi aktiv zarrachalar soni temperatura ortishiga arifmetik progressiyada bog‘liq bo'lsa, reaksiya tezligi esa geometrik progressiyada bog‘liq bo'lar ekan. Kimyoviy reaksiyalaming aktivlanish energiyasi 0—40 kJ/mol bo‘lganda, reaksiya juda qisqa vaqtda tugaydi (eritmada ionlar orasida bo'ladigan reaksiyalar), agar E_a = 120 kJ bo‘lsa, oddiy temperaturalarda reaksiya tezligi juda sekin bo'ladi, to‘qnashuvlarning faqat juda oz miqdori ijobiy natijaga olib keladi (masalan, azot bilan vodorod orasida reaksiya natijasida ammiak hosil bo'lish jarayoni, mustahkam kovalent bog‘ga ega bo'lgan molekulalar, ya’ni ko‘pchilik organik moddalar orasidagi reaksiyalarni ko‘rsatish mumkin).

Kimyoviy reaksiya tezligi formulalari

Reaksiya tezligining temperatura ortishiga qarab tezlashishini reaksiya­ning temperatura koeffitsienti (γ) deb ataladi, bu qiymat sistema temperaturasi har 10°C ga ortganda reaksiya necha marta tezlashishini ko‘rsatadi.

Vant-Goff aniqlashicha, reaksiya temperaturasini har 10 °C ga oshirganda sistemalarda reaksiyaning tezligi 2—4 marta o‘zgarishi mumkin ekan.
Bu holatni quyidagi formula yordamida ifodalash mumkin:

yoki temperatura o‘zgarganda reaksiya tezligi necha marta ortganini quyi­ dagicha ham tasvirlash mumkin: