O‘zbekiston respublikasi oliy ta’lim vazirligi universitet

I bob. Sifatli tahlil asosida ommaviy ta'sir qonuni yotadi
1.1.Gerogen gidroliz va amfoterlik jarayonlarini o’rganishda sifat tahlilining nazariy asosi sifatida massa ta’siri qonuni.
Norvegiyalik fizik kimyogari va matematiki Guldberg Kato Maksimilian (1836 - 1902) va 1864 - 1867 yillarda Norvegiya fizik kimyogari va mineralogi Piter Vaage (1833 - 1900) tomonidan ishlab chiqilgan reaksiya tezligining reaktivlar kontsentratsiyasiga bog'liqligi deb nomlangan. massa ta'siri qonuni: kimyoviy reaksiya tezligi ularning stexiometrik koeffitsientlari kuchiga ko'tarilgan reaktivlarning molyar kontsentratsiyasi mahsulotiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Bir jinsli tizimlarning o'ziga xos holatlari uchun: NH4Cl + NaOH = NH4OH + NaCl va 2KOH + H2SO4 = K2SO4 + 2H2O, ya'ni bu moddalar eritmalarda o'zaro ta'sirlashganda, reaksiya tezligi tenglamalari mos ravishda yoziladi: v = k [NH4C1] [NaOH] va v = k[KOH]2[H2 SO4].
Qattiq faza ishtirokidagi geterogen tizimlarda reaktsiya tezligi qattiq (kichik sirtli) massasiga bog'liq emas, faqat gazsimon (yoki erigan) moddalarning kontsentratsiyasiga qarab o'zgaradi, masalan: C + CO2 = 2CO; v = k[CO2]. Qaytariladigan reaktsiyalar holatida harakatlanuvchi va kimyoviy muvozanat o'rnatiladi, unda boshlang'ich va hosil bo'lgan moddalar bir vaqtning o'zida tizimda mavjud.
Kimyoviy muvozanat - reaksiyaga kirishuvchi moddalar tizimining shunday holatiki, unda to'g'ridan-to'g'ri va teskari reaktsiyalar tezligi teng bo'ladi. mA + nB = pC + qD sistema uchun to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya tezligi v1= k1[A] m [B]n, teskari reaksiya tezligi esa v2 = k2 [C]p [D] q ga teng. Kimyoviy muvozanatda v1 = v2. Shuning uchun biz k1[A]m[B]n = k2[C]p [D]q yozishimiz mumkin. Transformatsiyadan so'ng biz k1 / k2 = ([S]r [D] q ) / ([A]m[V]n ni olamiz. Ammo 2 ta doimiy qiymatning nisbati k1 / k2 doimiy qiymat bo'lib, u K bilan belgilanadi va muvozanat doimiysi deb ataladi: K = ([C]p [D] q ) / ([A]m[B]n ).
Kimyoviy muvozanatda hosil bo'lgan moddalarning molyar kontsentratsiyasining mahsuloti (reaktsiya mahsulotlari), boshlang'ich moddalarning molyar konsentrasiyalari mahsulotiga bo'linadi , bu reaktsiya uchun muvozanat konstantasi deb ataladigan doimiy qiymatdir (har bir moddaning kontsentratsiyasi qiymati). komponent reaksiya tenglamasida uning stoxiometrik koeffitsientiga teng quvvatga ko'tariladi). Muvozanat konstantasi to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya tezligi ma'lum bir haroratda va bir xil konsentratsiyalarda teskari reaksiya tezligi k1 / k2 tezligidan necha marta katta ekanligini ko'rsatadi. Agar muvozanat konstantasi K = 1 bo'lsa, to'g'ridan-to'g'ri va teskari reaktsiyalarning tezligi taxminan teng bo'ladi. Agar K> 1 qiymati bo'lsa, u holda to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya ustunlik qiladi va dinamik muvozanat o'ngga siljiydi. K<1 da teskari reaksiya asosan sodir bo'ladi va muvozanat chapga siljiydi. Qaytariladigan reaksiya N2 + 3N2 = 2NH3 uchun muvozanat doimiy tenglamasi K = [NH3]2/[N2][H2]3 ko'rinishga ega. Tizimga reaksiyaga kirishuvchi moddalardan birining qoʻshilishi kimyoviy muvozanatning siljishi (oʻzgarishi), yaʼni muvozanat konsentrasiyalarining oʻzgarishiga olib keladi.
Muvozanat yana o'rnatiladi, lekin boshlang'ich moddalar va hosil bo'lgan mahsulotlarning boshqa yangi kontsentratsiyasida. Bunday holda, qo'shilgan moddaning iste'mol qilinadigan reaktsiya tezligi majburiy ravishda oshiriladi. Kimyoviy muvozanatning to'liq siljishiga (o'zgarishiga) erishish uchun bu siljishni keltirib chiqaradigan reaktivning ortiqcha miqdori bilan harakat qilish kerak. 1884 yilda o'zgaruvchan kimyoviy muvozanatning umumiy qonuni shakllantirildi, unga ko'ra muvozanat tizimiga tashqi ta'sir qo'llanilganda, kimyoviy muvozanat ushbu ta'sirga teskari tomonga siljiydi (mobil dinamik muvozanat printsipi, printsipi). Le Chatelier Anri Lui, 1850 - 1936, frantsuz fizik-kimyogari va metallurgi). Kimyoviy muvozanat doimiy tenglamasi massalar ta'siri qonunining matematik ifodasidir. F. Xaberdan mustaqil boʻlgan Le Shatelye (1901) ammiak sintezi uchun sharoitlarni topdi. 3 / 2H2 + 1 / 2N2 \u003d NH3, reaktsiya -46,2 kJ / mol issiqlik chiqishi bilan davom etadi. Azot yoki vodorod konsentratsiyasining ortishi bilan reaksiya bu moddalar kontsentratsiyasining pasayishiga, ya'ni ammiak hosil bo'lishiga va aksincha; haroratning oshishi reaktsiyani boshlang'ich moddalar hosil bo'lish yo'nalishiga siljitadi, chunki reaktsiya issiqlik chiqishi bilan, haroratning pasayishi - reaktsiyani davom ettirish yo'nalishi bo'yicha. Bosimning oshishi molekulalar sonini kamaytirishga yordam beradi, ya'ni reaktsiya mahsulotlarining ko'payishi, chunki chapda 2 ta molekula, biri o'ngda; bosimning pasayishi reaktsiya muvozanatini boshlang'ich mahsulotlarning ko'payishi tomon siljitadi. Agar reaksiyada bir xil miqdordagi molekulalar ishtirok etsa, u holda bosimning oshishi natija bermaydi: N2 + O2 = 2NO. Hosil bo`lgan moddalar reaksiya sferasidan chiqarilganda reaksiya ularning hosil bo`lish yo`nalishi bo`yicha boradi: CH3COOH + CH2OH = CH3SOOSH3 + H2O; muhitga sulfat kislota qo'shib, reaktsiya oxirigacha erishiladi, chunki sulfat kislota suvni o'zlashtiradi va uni reaktsiyadan olib tashlaydi. Shunday qilib, teskari reaktsiyalarni kimyoviy muvozanat konstantasini kerakli mahsulot hosil bo'lish tomon siljitish va qaytariladigan reaktsiyani qaytarib bo'lmaydiganga aylantirish orqali boshqarish mumkin, ya'ni bir yo'nalishda oxirigacha davom etadigan va to'liq konversiya bilan yakunlanadigan reaktsiya. dastlabki reaktivlarni yakuniy mahsulotga aylantiradi.
Norvegiyalik fizik kimyogari va matematiki Guldberg Kato Maksimilian (1836 - 1902) va 1864 - 1867 yillarda Norvegiya fizik kimyogari va mineralogi Piter Vaage (1833 - 1900) tomonidan ishlab chiqilgan reaksiya tezligining reaktivlar kontsentratsiyasiga bog'liqligi deb nomlangan. massa ta'siri qonuni: kimyoviy reaksiya tezligi ularning stexiometrik koeffitsientlari kuchiga ko'tarilgan reaktivlarning molyar kontsentratsiyasi mahsulotiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Bir hil tizimlarning o'ziga xos holatlari uchun: NH ₄ Cl + NaOH \u003d NH ₄ OH + NaCl va 2KOH + H ₂ SO ₄ \u003d K ₂ SO ₄ + 2H ₂ O, ya'ni bu moddalar eritmalarda o'zaro ta'sirlashganda, reaktsiya tezligi tenglamalari. mos ravishda yoziladi: v = k [NH ₄ C1] [NaOH] va v = k [KOH] ² [H ₂ SO ₄ ]. Qattiq faza ishtirokidagi geterogen tizimlarda reaktsiya tezligi qattiq (kichik sirtli) massasiga bog'liq emas, faqat gazsimon (yoki erigan) moddalarning kontsentratsiyasiga qarab o'zgaradi, masalan: C + CO 2 = _2CO ; v = k[CO ₂ ]. Qaytariladigan reaktsiyalar holatida harakatlanuvchi va kimyoviy muvozanat o'rnatiladi, unda boshlang'ich va hosil bo'lgan moddalar bir vaqtning o'zida tizimda mavjud. Kimyoviy muvozanat - reaksiyaga kirishuvchi moddalar tizimining shunday holatiki, unda to'g'ridan-to'g'ri va teskari reaktsiyalar tezligi teng bo'ladi.
mA + nB \u003d pC + qD tizimi uchun to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya tezligi v ₁ \u003d k ₁ [A] ^m [B] ⁿ , teskari reaktsiya tezligi esa v ₂ \u003d k ₂ [C dir. ] ^p [D] ^q . Kimyoviy muvozanatda v ₁ \u003d v ₂ . Shuning uchun biz k ₁ [A] ^m [B] ⁿ = k ₂ [C] ^p [D] ^{q yozishimiz mumkin} . Transformatsiyadan so'ng biz k ₁ / k ₂ \u003d ([C] ^p [D] ^q ) / ([A] ^m [B] ⁿ ) ni olamiz. Ammo 2 ta konstantaning nisbati k ₁ / k ₂ doimiy qiymat bo'lib, u K bilan belgilanadi va muvozanat doimiysi deb ataladi: K \u003d ([C] ^p [D] ^q ) / ([A] ^m [B] ⁿ ). Kimyoviy muvozanatda hosil bo'lgan moddalarning molyar kontsentratsiyasining mahsuloti (reaktsiya mahsulotlari), boshlang'ich moddalarning molyar konsentrasiyalari mahsulotiga bo'linadi, bu reaktsiya uchun muvozanat konstantasi deb ataladigan doimiy qiymatdir (har bir moddaning kontsentratsiyasi qiymati). komponent reaksiya tenglamasida uning stoxiometrik koeffitsientiga teng quvvatga ko'tariladi). Muvozanat konstantasi to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya tezligi ma'lum bir haroratda va bir xil konsentratsiyalarda teskari reaksiya tezligi k ₁ / k _{2 dan necha marta katta ekanligini ko'rsatadi.} Agar muvozanat konstantasi K = 1 bo'lsa, to'g'ridan-to'g'ri va teskari reaktsiyalarning tezligi taxminan teng bo'ladi. Agar K> 1 qiymati bo'lsa, u holda to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya ustunlik qiladi va dinamik muvozanat o'ngga siljiydi. K<1 da teskari reaksiya asosan sodir bo'ladi va muvozanat chapga siljiydi. Qaytariladigan reaktsiya N ₂ + 3H ₂ \u003d 2NH _{3 uchun muvozanat doimiy tenglamasi K \u003d [NH 3} ] ² / [N ₂ ][H ₂ ] ³ ko'rinishga ega . Tizimga reaksiyaga kirishuvchi moddalardan birining qoʻshilishi kimyoviy muvozanatning siljishi (oʻzgarishi), yaʼni muvozanat konsentrasiyalarining oʻzgarishiga olib keladi. Muvozanat yana o'rnatiladi, lekin boshlang'ich moddalar va hosil bo'lgan mahsulotlarning boshqa yangi kontsentratsiyasida. Bunday holda, qo'shilgan moddaning iste'mol qilinadigan reaktsiya tezligi majburiy ravishda oshiriladi. Kimyoviy muvozanatning to'liq siljishiga (o'zgarishiga) erishish uchun bu siljishni keltirib chiqaradigan reaktivning ortiqcha miqdori bilan harakat qilish kerak.
1884 yilda o'zgaruvchan kimyoviy muvozanatning umumiy qonuni shakllantirildi, unga ko'ra muvozanat tizimiga tashqi ta'sir qo'llanilganda, kimyoviy muvozanat ushbu ta'sirga teskari tomonga siljiydi (mobil dinamik muvozanat printsipi, printsipi). Le Chatelier Anri Lui, 1850 - 1936, frantsuz fizik-kimyogari va metallurgi). Kimyoviy muvozanat doimiy tenglamasi massalar ta'siri qonunining matematik ifodasidir. F. Xaberdan mustaqil boʻlgan Le Shatelye (1901) ammiak sintezi uchun sharoitlarni topdi. 3 / 2H ₂ + 1 / 2N ₂ \u003d NH ₃ , reaktsiya -46,2 kJ / mol issiqlik chiqishi bilan davom etadi. Azot yoki vodorod konsentratsiyasining ortishi bilan reaksiya bu moddalar kontsentratsiyasining pasayishiga, ya'ni ammiak hosil bo'lishiga va aksincha; haroratning oshishi reaktsiyani boshlang'ich moddalar hosil bo'lish yo'nalishiga siljitadi, chunki reaktsiya issiqlik chiqishi bilan, haroratning pasayishi - reaktsiyani davom ettirish yo'nalishi bo'yicha. Bosimning oshishi molekulalar sonini kamaytirishga yordam beradi, ya'ni reaktsiya mahsulotlarining ko'payishi, chunki chapda 2 ta molekula, biri o'ngda; bosimning pasayishi reaktsiya muvozanatini boshlang'ich mahsulotlarning ko'payishi tomon siljitadi. Agar reaksiyada bir xil miqdordagi molekulalar ishtirok etsa, bosimning oshishi natija bermaydi: N ₂ + O ₂ \u003d 2NO.
Olingan moddalar reaksiya sferasidan chiqarilganda, reaktsiya ularning hosil bo'lish yo'nalishi bo'yicha ketadi: CH ₃ COOH + CH ₂ OH \u003d CH ₃ COOSH ₃ + H ₂ O; muhitga sulfat kislota qo'shib, reaktsiya oxirigacha erishiladi, chunki sulfat kislota suvni o'zlashtiradi va uni reaktsiyadan olib tashlaydi. Shunday qilib, teskari reaktsiyalarni kimyoviy muvozanat konstantasini kerakli mahsulot hosil bo'lish tomon siljitish va qaytariladigan reaktsiyani qaytarib bo'lmaydiganga aylantirish orqali boshqarish mumkin, ya'ni bir yo'nalishda oxirigacha davom etadigan va to'liq konversiya bilan yakunlanadigan reaktsiya. dastlabki reaktivlarni yakuniy mahsulotga aylantiradi. Reaksiyalarning qaytarilmasligi tamoyillari:
1, hosil bo'lgan mahsulotlar reaksiya sferasini cho'kma yoki gaz shaklida tark etadi: BaC1 ₂ + H ₂ SO ₄ = BaSO ₄ + 2HC1.
2. Bir oz dissotsilangan birikma hosil bo'ladi, masalan, suv.
3. reaktsiya issiqlikning katta chiqishi bilan davom etadi, masalan, magniyning yonishi: Mg + S O ₂ = MgO; - 602,5 kJ/mol.
Qaytariladigan reaktsiyalar oxirigacha bormaydi va kimyoviy muvozanatning o'rnatilishi bilan tugaydi, bu to'g'ridan-to'g'ri va teskari reaktsiyalarning tezligi bir-biriga teng bo'lgan reaksiyaga kirishuvchi moddalar tizimining shunday holati sifatida belgilanishi mumkin, ya'ni. va teskari reaktsiyalar to'xtamaydi va dinamik muvozanat holatida bo'ladi. Reaksiyada ko'rinadigan o'zgarishlar bo'lmaydi, moddalar konsentratsiyasi doimiy va muvozanatli bo'lib qoladi. Biroq, massa ta'siri qonuni va kimyoviy muvozanat tushunchasi faqat suyultirilgan suvli (yoki suvsiz) eritmalardagi elektrolitlar bo'lmagan va kuchsiz elektrolitlar uchun amal qiladi. Konsentrlangan suvli eritmalardagi kuchsiz elektrolitlar va barcha kuchli elektrolitlar (kislotalar, ishqorlar, tuzlar) massa ta'siri qonuniga to'liq bo'ysunmaydi.
Reaksiyalarning qaytarilmasligi tamoyillari: 1 Hosil bo`lgan mahsulotlar reaksiya sferasini cho`kma yoki gaz holida tark etadi: BaC12 + H2SO4 = BaSO4 + 2HC1. 2. Bir oz dissotsilangan birikma hosil bo'ladi, masalan, suv. 3. reaksiya katta miqdorda issiqlik chiqishi bilan boradi, masalan, magniyning yonishi: Mg + ? O2 = MgO; - 602,5 kJ/mol. Qaytariladigan reaktsiyalar oxirigacha bormaydi va kimyoviy muvozanatning o'rnatilishi bilan tugaydi, bu to'g'ridan-to'g'ri va teskari reaktsiyalarning tezligi bir-biriga teng bo'lgan reaksiyaga kirishuvchi moddalar tizimining shunday holati sifatida belgilanishi mumkin, ya'ni. va teskari reaktsiyalar to'xtamaydi va dinamik muvozanat holatida bo'ladi. Reaksiyada ko'rinadigan o'zgarishlar bo'lmaydi, moddalar konsentratsiyasi doimiy va muvozanatli bo'lib qoladi. Biroq, massa ta'siri qonuni va kimyoviy muvozanat tushunchasi faqat suyultirilgan suvli (yoki suvsiz) eritmalardagi elektrolitlar bo'lmagan va kuchsiz elektrolitlar uchun amal qiladi. Konsentrlangan suvli eritmalardagi kuchsiz elektrolitlar va barcha kuchli elektrolitlar (kislotalar, ishqorlar, tuzlar) massa ta'siri qonuniga to'liq bo'ysunmaydi. Yuqoridagi formulada massa ta'siri qonuni faqat ideal tizimlar va ideal echimlar uchun amal qiladi. To'g'ri aytganda, ideal echimlar mavjud emas. Eritmalarning kolligativ xossalari.

2.