Урвалын дараалал: ойлголт, төрлүүд

2024 Зохиолч: Angel Austin | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-02 17:52

Химийн кинетикийн нэг чухал ажил бол урвалын дарааллыг олох явдал юм. Хэдийгээр энэ утга нь албан ёсны боловч аливаа урвалын хурдын концентрацаас туршилтын хамаарлыг хамгийн сайн тусгах боломжийг олгодог. Дүрмээр бол урвалын хурдыг олохын тулд эхлэлийн нэгдлүүдийн концентрацийг тэдгээрийн стехиометрийн коэффициентэд харгалзах хүчийг ашиглана. Гэхдээ энэ нь маш энгийн хариу үйлдэл хийхэд л үнэн юм.

Бодисын химийн урвалын дараалал нь эмпирик аргаар олж авсан урвалын хурдыг олох томъёонд энэ нэгдлийн концентрацийг оруулсан n зэрэглэлийн утга юм. Гэхдээ ерөнхий дараалал нь бодисын бүх захиалгын нийлбэр юм: n=n₁ + n₂. n₁ ба n_{2 утгууд нь нэг үе шаттай урвалын тэгшитгэл дэх стехиометрийн коэффициентуудтай тохирч байна. Үнэн хэрэгтээ тэдгээр нь эерэг эсвэл сөрөг, бүхэл эсвэл бутархай байж болно.}

Жишээ нь H₂+ Ι₂ ― > 2HΙ харилцан үйлчлэлийн тэгшитгэлийн хувьд хурдыг тодорхойлох томьёотой тохирч байна. v=kC H_CI_{, бодисын дараалал n}H_{=1 баn}I_{=1, нийт урвалын дараалал n=n}H_+nI_=1+1=2.

Тэг дараалал

Зарим хариу урвалын дараалал 0 байна. Дүрмээр бол тэдгээр нь эхлэлийн нэгдлүүдийн концентрацид нөлөөлдөггүй. Энэ нь дараах тохиолдолд тохиолддог:

• ямар нэгэн эхлэл бодисыг хэтрүүлэн хэрэглэсэн бол;
• хэрэв хурд нь урвалд оролцдог молекулуудын идэвхжүүлэх энергиэр хянагддаг бол, жишээлбэл, фотосинтезэд.

Жишээ болгон этилийн цууны эфирийн устай харилцан үйлчлэх урвалыг авч үзье, өөрөөр хэлбэл. түүний саванжуулалт.

SΗ₃SOOS₂Η₅ + Η₂ O ―> СΗ₃СООΗ + С₂Η_5ОΗ

Анхны бодисуудын харилцан уусах чадвар маш бага байдаг тул тэдгээрийн ихэнх нь өөр өөр үе шаттай байдаг. Эфирийг химийн урвалд хэрэглэхэд эфирийн давхаргаас шинэ хэсэг нь цаг тухайд нь гарч ирдэг, өөрөөр хэлбэл уусмал дахь концентраци нь буурахгүй.

Эхний дарааллын хариу үйлдэл

Бодисуудын харилцан үйлчлэлийг нөхцөлт тэгшитгэлээр бичиж болно: A―>B. Жишээ нь диметил эфирийн задрал юм:

СΗ₃OSΗ₃―>СΗ₄+Η_{2 +CO}

Үүний хариу урвалын хурдыг v=kC_{С2Н6О гэж тодорхойлсон. Энэ тохиолдолд үндсэн дараалал болон ерөнхий дараалал нь давхцаж, нэгтэй тэнцүү байна.}

Өгөгдсөн C концентрацийг тодорхойлох хугацаа (τ) нь эхний дарааллын урвалын хувьд практик ач холбогдолтой.концентраци C_o, түүнчлэн хагас задралын хугацаа τ_{1/2, энэ нь анхны бодисын тал нь урвалд орох хугацаа юм..}

Хоёрдахь дарааллын хариу үйлдэл

А + В төрлийн урвал ―> бүтээгдэхүүн нь ийм харилцан үйлчлэлтэй холбоотой байж болно. Жишээ нь устөрөгчийн йодыг үйлдвэрлэх эсвэл этилацетатын шүлтлэг саванжуулах дээрх урвал юм:

SΗ₃COOS₂H₅ + OH- ―> CH 3_{СОО- + С}2_H5_{ОΗ, v=kC}С4Н8О2 _SOH-_.

Мөн (k) төрлийн задралын урвалууд: 2А ―> бүтээгдэхүүн хоёр дахь эрэмбтэй байна. Жишээ нь:

• 2NOCl ―> 2NO + Cl₂, v=kC²_NOCl.
• 2O_{3 ―>} 3O₂, v=kC² _O3.
• 2NO₂ ―> 2NO + O2, v=kC²_NO2.

Дараах хариу үйлдэл

Гурав дахь болон дараагийн дарааллын хариу үйлдэл нь өмнөх сонголтуудаас бага тохиолддог. Энэ нь гурав ба түүнээс дээш бөөмсийн орон зайд нэгэн зэрэг уулзах магадлал багатай холбоотой юм. Гэсэн хэдий ч азот ба нүүрстөрөгчийн давхар ислийг тэдгээрийн дан исэлээс үүсэх нь ийм харилцан үйлчлэлийн жишээ болж болно:

• 2NΟ+Ο₂→ 2NΟ₂, v=kC² NO_CO2.
• 2СО+О₂→ 2СО₂, v=kC² CO_CO2.

Иймэрхүү хариу үйлдэл үзүүлэхэд мөнУрвалжийн концентраци нь түүний урсах хугацаанаас хамааралтай байдаг. Хагас задралын хугацаа болон урвалын хурдны тогтмолыг олох томьёог ижил урвалын дараалалтай тэнцүү n индекс оруулах замаар нэгтгэнэ.

Урвалын молекул чанар

Химийн хувирлын үйлдлийг гүйцэтгэдэг молекулуудын тоогоор нарийн тодорхойлогддог молекулын дарааллыг урвалын дарааллаар андуурч болохгүй. Туршилтаар тодорхойлогддог дарааллаас ялгаатай нь химийн урвалын молекул чанар нь онолын үндэслэлтэй байдаг. Үүнийг тодорхойлохын тулд үйл явцын мөн чанар, молекулууд бие биетэйгээ яг хэрхэн харилцан үйлчлэлцдэг, ямар үе шат дамждагийг ойлгох хэрэгтэй.

Харьцуулсан шинж чанар

Захиалга	Молекул чанар
Албан ёсны утга	Физик утгатай, урвалд орж буй молекулуудын тоог харуулдаг
Өөр өөр тоон утгыг авч болно	1, 2, 3 гэсэн гурван утгын зөвхөн нэгийг нь хүлээн авна.
Ямар ч төвөгтэй, олон үе шаттай урвалд хамаарна	Зөвхөн энгийн нэг алхамт урвалд хамаарна

Ижил урвалын дараалал, молекул чанар таарахгүй байгаа хэд хэдэн шалтгаан бий:

• хэрэв урвалжуудын аль нэгийг дээр дурдсанчлан их хэмжээгээр авсан бол;
• олон гетероген урвалын хувьд тэдгээрийг хэрэгжүүлэх явцад дараалал нь өөрчлөгдөж болно, ялангуяа тэдгээрийн үүсэх нөхцөл өөрчлөгдсөн тохиолдолд;
• каталитик урвал нь олон үе шаттай механизмтай бөгөөд түүний мөн чанар нь стехиометрийн тэгшитгэлд үргэлж тусгагддаггүй;
• нарийн төвөгтэй олон үе шаттай урвалын үед завсрын бүтээгдэхүүнүүдийн зөвхөн нэг нь нийт хурдад нөлөөлж болох ба үр дүнд нь бүх өөрчлөлтийн дарааллыг тодорхойлно.

Мономолекулын урвалд молекулуудын задрал орно:

I_{2 ―> 2I}

Бимолекулын урвалд хоёр молекул мөргөлддөг. Түүнээс гадна эдгээр нь өөр өөр бодисын молекулууд байж болох ба ижилхэн:

H₂+ Ι_{2 ―> 2HΙ}

Гурвалсан молекулын урвалыг ийм урвал гэж нэрлэдэг бөгөөд үүнийг хэрэгжүүлэхийн тулд эхлэх бодисын гурван молекул шаардлагатай:

2NΟ + H₂ ―> N₂Ο + H_2O

H₂ + O₂ ―> 2H_2O