Тиомочевинаның сілтілік ортада гексацианоферрат (III) ионымен тотығуының кинетикасын зерттеу

Тиомочевинаның  сілтілік  ортада  гексацианоферрат   (III)  ионымен тотығуының  кинетикасын  зерттеу

Сілтілі ерітіндідегі калий (III) гексацианоферрат ионымен тиомочевинаның тотығу реакциясының жылдамдығын есептеу

     Химиялық  кинетика  химиялық  реакцияның  жылдамдығын  және  жылдамдықтың  қандай  параметрлерге  тәуелді  болатынын  зерттейді. Ең  маңызды  параметрлер: концентрация, температура, қысым.

     Реакция  жылдамдығы  жалпы  түрде  зат  мөлшерінің  уақыт  бірлігіндегі  және  көлем  бірлігіндегі  өзгерісімен  анықталынады:

                                                      (1)[pic 1]

мұнда  R- реакциялық  кеңістік;   берідген  компоненттің  t  уақыттағы  моль  саны.[pic 2]

     Гомогенді  реакциялар  үшін  R- реакция  көлемі, көлемінің  тұрақты  жағдайында  (1) – өрнек  жеңілдетіліп  былай  жазылады:

                                                                                                                (2)[pic 3]

мұнда     концентрацияның    уақыт  ішіндегі  өзгерісі.[pic 4][pic 5]

     Сөйтіп, реакция  жылдамдығы  әрекеттесетін  заттың  концентрациясының  уақыт  бірлігіндегі  өзгерісімен  анықталады.

     Гетерогенді  реакциялар  үшін  R- меншікті  бет  (A), бұл  кезде  (1) – өрнек  былай  жазылады:

                                                 (3)[pic 6]

     Реакцияның  жылдамдығын  әрқашан  оң  шама, ал (+)  және  (-) таңбалары  жылдамдықтың  бастапқы  затың    (-)  немесе  соңғы  реакция  өнімінің  (+)  концентрациясының  өзгеруімен  анықталуына  байланысты. Өйткені реакцияның  жылдамдығы  реакциядағы  кез  келген  заттың  концентрациясының  уақыт  бойынша  туындысымен  анықталынады. Реакция  кезінде  бастапқы  заттардың  мөлшері  реакцияға  түсіп  азаяды, соңғы  заттардың  (өнімдер)  мөлщері  стехиометриялық  коэффициенттерге  сай  эквивалентті  мөлшерде  көбейеді, сондықтан  реакция  жылдамдығын  анықтағанда  концентрация  өзгерісін  барлық  заттар  үшін  бақылаудың  қажеті  жоқ.

     Жалпы  алғанда  төмендегі  теңдеу  бойынша  жүретін  реакцияның  жылдамдығы:

[pic 7]

бірнеше  барабар  теңдеулермен  көрсетіледі :

[pic 8]

мұнда  , , ,-стехиометриялық  коэффициенттер.[pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]

     Жылдамдықтың  бастапқы  заттардың  концентрациясына  тәелділігі  массалар  әрекеттесу  заңымен  өрнектеледі:

                                                                                                          (4)     [pic 13]

мұнда  реакция  жылдамдығының  константасы  (жылдамдық  тұрақтысы),  және   – реакцияның  А  және  В  компоненттері  бойынша  алынған  жеке  реттіліктері. Реакцияның  жалпы  (толық ) реттілігі  ()  тең: . Жоғарыдағы          (4) – теңдеуді  химиялық  кинетиканың  негңзгі  постулаты  деп  атайды, бұл  постулат  бойынша: химиялық  реакцияның  жылдамдығы  әрекеттесуші  заттардың   бүтін  немесе  бөлшек  сандарға  тең  дәреже  көрсеткңштерімен  алынған  белгілі  уақыт  мерзіміндегі  концентрацияларының  көбейтіндісіне  тура  пропорционал.[pic 14][pic 15][pic 16][pic 17][pic 18]

     Химиялық  кинетикада  негізгі  сипаттамалардың  бірі  жылдамдық  константасы  (жылдамдық  тұрақтысы). Оның  физикалық  мағынасын  былай  түсіндіруге  болады: әрекеттесуші  заттардың  барлығының   концентрациялары  1-ге  тең (  болғанда  гомогенді  реакциялар  үшін  жылдамдық  константасы  (  реакцияның  жылдамдығына  тең, яғни  W=k, ал  гетерогенді  реакцияларда  Wk. Жылдамдық  константасының  размерлігі  оны  есептейтін, реакция  реттілігіне  байланысты  кинетикалық  теңдеумен  анықталынады. Жалпы  түрде  размерлігі  былай  белгіленеді: {k}=(, мұнда  реакция  реттілігі. [pic 19][pic 20][pic 21][pic 22][pic 23]