រូបមន្តអត្រាប្រតិកម្មលំដាប់ទីមួយ។ គីមីវិទ្យា គីមីវិទ្យា និងកាតាលីករ។ ការចាត់ថ្នាក់ Kinetic នៃប្រតិកម្ម

នៅសតវត្សទី 19 ជាលទ្ធផលនៃការអភិវឌ្ឍន៍មូលដ្ឋានគ្រឹះនៃទែរម៉ូឌីណាមិកគីមី អ្នកគីមីវិទ្យាបានរៀនគណនាសមាសភាពនៃល្បាយលំនឹងសម្រាប់ប្រតិកម្មគីមីដែលអាចបញ្ច្រាសបាន។ លើសពីនេះ ដោយផ្អែកលើការគណនាសាមញ្ញ វាអាចទៅរួច ដោយមិនចាំបាច់ធ្វើការពិសោធន៍ ដើម្បីធ្វើការសន្និដ្ឋានអំពីលទ្ធភាពជាមូលដ្ឋាន ឬភាពមិនអាចទៅរួចនៃប្រតិកម្មជាក់លាក់ដែលកើតឡើងក្រោមលក្ខខណ្ឌដែលបានផ្តល់ឱ្យ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ "លទ្ធភាពចម្បង" នៃប្រតិកម្មមិនមានន័យថាវានឹងកើតឡើងនោះទេ។ ឧទាហរណ៍ប្រតិកម្ម C + O 2 → CO 2 គឺអំណោយផលខ្លាំងណាស់ពីចំណុចនៃទិដ្ឋភាពនៃទែរម៉ូឌីណាមិចក្នុងករណីណាក៏ដោយនៅសីតុណ្ហភាពក្រោម 1000 ° C (នៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ម៉ូលេគុល CO 2 រលួយរួចហើយ) i.e. កាបូន និងអុកស៊ីសែនគួរតែ (ជាមួយនឹងទិន្នផលស្ទើរតែ 100%) ប្រែទៅជាកាបូនឌីអុកស៊ីត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ បទពិសោធន៍បង្ហាញថា ធ្យូងថ្មមួយដុំអាចដេកនៅលើអាកាសអស់ជាច្រើនឆ្នាំ ជាមួយនឹងការចូលប្រើអុកស៊ីសែនដោយឥតគិតថ្លៃ ដោយមិនមានការកែប្រែអ្វីឡើយ។ ដូចគ្នានេះដែរអាចត្រូវបាននិយាយអំពីប្រតិកម្មដែលគេស្គាល់ជាច្រើនទៀត។ ជាឧទាហរណ៍ ល្បាយនៃអ៊ីដ្រូសែនជាមួយក្លរីន ឬជាមួយអុកស៊ីហ្សែនអាចបន្តកើតមានក្នុងរយៈពេលយូរដោយគ្មានសញ្ញានៃប្រតិកម្មគីមី ទោះបីជាក្នុងករណីទាំងពីរនេះ ប្រតិកម្មគឺមានលក្ខណៈអំណោយផលតាមទែម៉ូឌីណាមិកក៏ដោយ។ នេះមានន័យថាបន្ទាប់ពីឈានដល់លំនឹង មានតែអ៊ីដ្រូសែនក្លរីតប៉ុណ្ណោះដែលគួរស្ថិតនៅក្នុងល្បាយ stoichiometric នៃ H 2 + Cl 2 ហើយមានតែទឹកនៅក្នុងល្បាយ 2H 2 + O 2 ប៉ុណ្ណោះ។ ឧទាហរណ៍មួយទៀត៖ ឧស្ម័ន acetylene មានស្ថេរភាពល្អ ទោះបីជាប្រតិកម្ម C 2 H 2 → 2C + H 2 មិនត្រឹមតែត្រូវបានអនុញ្ញាតដោយទែរម៉ូឌីណាមិកប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏ត្រូវបានអមដោយការបញ្ចេញថាមពលដ៏សំខាន់ផងដែរ។ ជាការពិតណាស់នៅសម្ពាធខ្ពស់ acetylene ផ្ទុះ ប៉ុន្តែនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតាវាមានស្ថេរភាពណាស់។

ប្រតិកម្មដែលត្រូវបានអនុញ្ញាតដោយទែរម៉ូឌីណាមិកដូចអ្វីដែលត្រូវបានពិចារណាអាចកើតឡើងតែក្នុងលក្ខខណ្ឌមួយចំនួនប៉ុណ្ណោះ។ ឧទាហរណ៍បន្ទាប់ពីការបញ្ឆេះធ្យូងថ្មឬស្ពាន់ធ័រដោយឯកឯងរួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយអុកស៊ីសែន; អ៊ីដ្រូសែនមានប្រតិកម្មយ៉ាងងាយស្រួលជាមួយនឹងក្លរីន នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកើនឡើង ឬនៅពេលដែលប៉ះពាល់នឹងពន្លឺអ៊ុលត្រាវីយូឡេ។ ល្បាយនៃអ៊ីដ្រូសែន និងអុកស៊ីសែន (ឧស្ម័នផ្ទុះ) ផ្ទុះនៅពេលបញ្ឆេះ ឬនៅពេលបន្ថែមកាតាលីករ។ ហេតុអ្វីបានជាប្រតិកម្មទាំងអស់នេះតម្រូវឱ្យមានឥទ្ធិពលពិសេស - កំដៅការ irradiation សកម្មភាពនៃកាតាលីករ? ទែរម៉ូឌីណាមិកគីមីមិនឆ្លើយសំណួរនេះទេ - គំនិតនៃពេលវេលាគឺអវត្តមាននៅក្នុងវា។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ សម្រាប់គោលបំណងជាក់ស្តែង វាមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់ក្នុងការដឹងថាតើប្រតិកម្មដែលបានផ្តល់ឱ្យនឹងកើតឡើងក្នុងរយៈពេលមួយវិនាទី ក្នុងមួយឆ្នាំ ឬលើសពីសហស្សវត្សរ៍។

បទពិសោធន៍បង្ហាញថាល្បឿននៃប្រតិកម្មផ្សេងគ្នាអាចខុសគ្នាយ៉ាងខ្លាំង។ ប្រតិកម្មជាច្រើនកើតឡើងស្ទើរតែភ្លាមៗនៅក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous ។ ដូច្នេះនៅពេលដែលអាស៊ីតលើសត្រូវបានបន្ថែមទៅក្នុងដំណោះស្រាយអាល់កាឡាំងនៃ phenolphthalein ពណ៌ crimson ដំណោះស្រាយនឹងប្រែពណ៌ភ្លាមៗដែលមានន័យថាប្រតិកម្មអព្យាក្រឹតក៏ដូចជាប្រតិកម្មនៃការបំលែងទម្រង់ពណ៌នៃសូចនាករទៅជាពណ៌ដែលគ្មានពណ៌។ ដំណើរការយ៉ាងលឿន។ ប្រតិកម្មអុកស៊ីតកម្មនៃដំណោះស្រាយ aqueous នៃប៉ូតាស្យូមអ៊ីយ៉ូតជាមួយនឹងអុកស៊ីសែនបរិយាកាសដំណើរការយឺតជាងនេះ: ពណ៌លឿងនៃផលិតផលប្រតិកម្មអ៊ីយ៉ូតលេចឡើងតែបន្ទាប់ពីរយៈពេលយូរ។ ដំណើរការច្រេះនៃជាតិដែក និងជាពិសេសលោហៈធាតុទង់ដែង ក៏ដូចជាដំណើរការផ្សេងទៀតជាច្រើនកើតឡើងយឺតៗ។

ការទស្សន៍ទាយអត្រានៃប្រតិកម្មគីមី ក៏ដូចជាការពន្យល់ពីភាពអាស្រ័យនៃអត្រានេះលើលក្ខខណ្ឌនៃប្រតិកម្ម គឺជាកិច្ចការសំខាន់មួយនៃ kinetics គីមី ដែលជាវិទ្យាសាស្ត្រដែលសិក្សាពីគំរូនៃប្រតិកម្មតាមពេលវេលា។ មិនមានសារៈសំខាន់តិចជាងនេះគឺជាកិច្ចការទីពីរដែលប្រឈមមុខនឹង kinetics គីមី - ការសិក្សាអំពីយន្តការនៃប្រតិកម្មគីមី នោះគឺផ្លូវលម្អិតនៃការផ្លាស់ប្តូរសារធាតុចាប់ផ្តើមទៅជាផលិតផលប្រតិកម្ម។

ប្រតិកម្មល្បឿន។

មធ្យោបាយងាយស្រួលបំផុតដើម្បីកំណត់អត្រាគឺសម្រាប់ប្រតិកម្មដែលកើតឡើងរវាងឧស្ម័ន ឬវត្ថុរាវនៅក្នុងល្បាយដូចគ្នា (ដូចគ្នា) នៅក្នុងធុងនៃបរិមាណថេរ។ ក្នុងករណីនេះ អត្រាប្រតិកម្មត្រូវបានកំណត់ថាជាការផ្លាស់ប្តូរកំហាប់នៃសារធាតុណាមួយដែលចូលរួមក្នុងប្រតិកម្ម (វាអាចជាសារធាតុចាប់ផ្តើម ឬផលិតផលប្រតិកម្ម) ក្នុងមួយឯកតាពេលវេលា។ និយមន័យនេះអាចត្រូវបានសរសេរជាដេរីវេ៖ v=d គ/ ឃ t, កន្លែងណា v- ប្រតិកម្មល្បឿន; t- ពេលវេលា, គ- ការផ្តោតអារម្មណ៍។ ល្បឿននេះងាយស្រួលក្នុងការកំណត់ថាតើមានទិន្នន័យពិសោធន៍លើការពឹងផ្អែកនៃកំហាប់នៃសារធាតុទាន់ពេល។ ដោយប្រើទិន្នន័យនេះ អ្នកអាចបង្កើតក្រាហ្វដែលហៅថា ខ្សែកោង kinetic ។ អត្រានៃប្រតិកម្មនៅចំណុចដែលបានផ្តល់ឱ្យនៅលើខ្សែកោង kinetic ត្រូវបានកំណត់ដោយជម្រាលនៃតង់សង់នៅចំណុចនោះ។ ការកំណត់ជម្រាលនៃតង់សង់តែងតែជាប់ពាក់ព័ន្ធនឹងកំហុសមួយចំនួន។ អត្រាប្រតិកម្មដំបូងត្រូវបានកំណត់យ៉ាងត្រឹមត្រូវបំផុត ចាប់តាំងពីដំបូង ខ្សែកោង kinetic ជាធម្មតានៅជិតបន្ទាត់ត្រង់មួយ។ នេះធ្វើឱ្យវាកាន់តែងាយស្រួលក្នុងការគូរតង់សង់នៅចំណុចចាប់ផ្តើមនៃខ្សែកោង។

ប្រសិនបើពេលវេលាត្រូវបានវាស់ជាវិនាទី និងកំហាប់ជាម៉ូលក្នុងមួយលីត្រ នោះអត្រាប្រតិកម្មត្រូវបានវាស់ជាឯកតានៃ mol/(l s)។ ដូច្នេះ អត្រាប្រតិកម្មមិនអាស្រ័យលើបរិមាណនៃល្បាយប្រតិកម្មទេ៖ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌដូចគ្នា វានឹងដូចគ្នានៅក្នុងបំពង់សាកល្បងតូចមួយ និងនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រខ្នាតធំ។

តម្លៃ ឃ tតែងតែវិជ្ជមាន ចំណែកសញ្ញា ឃ គអាស្រ័យលើរបៀបដែលការផ្តោតអារម្មណ៍ផ្លាស់ប្តូរតាមពេលវេលា - វាថយចុះ (សម្រាប់សារធាតុចាប់ផ្តើម) ឬកើនឡើង (សម្រាប់ផលិតផលប្រតិកម្ម) ។ ដើម្បីធានាថាអត្រាប្រតិកម្មនៅតែជាតម្លៃវិជ្ជមានដដែល ក្នុងករណីចាប់ផ្តើមសារធាតុសញ្ញាដកត្រូវបានដាក់នៅពីមុខដេរីវេ៖ v= –d គ/ ឃ t. ប្រសិនបើប្រតិកម្មកើតឡើងក្នុងដំណាក់កាលឧស្ម័ន សម្ពាធត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់ជំនួសឱ្យការប្រមូលផ្តុំសារធាតុនៅក្នុងសមីការអត្រា។ ប្រសិនបើឧស្ម័ននៅជិតឧត្តមគតិនោះសម្ពាធ រគឺទាក់ទងទៅនឹងការប្រមូលផ្តុំជាមួយនឹងសមីការសាមញ្ញមួយ៖ ទំ = cRT.

កំឡុងពេលប្រតិកម្ម សារធាតុផ្សេងៗគ្នាអាចត្រូវបានគេប្រើប្រាស់ និងបង្កើតបានក្នុងអត្រាផ្សេងៗគ្នា យោងតាមមេគុណនៅក្នុងសមីការ stoichiometric ( សង់​ទី​ម៉ែ​ត. STOICHIOMETRY) ដូច្នេះនៅពេលកំណត់អត្រានៃប្រតិកម្មជាក់លាក់មួយ មេគុណទាំងនេះគួរតែត្រូវបានយកមកពិចារណា។ ឧទាហរណ៍ នៅក្នុងប្រតិកម្មសំយោគអាម៉ូញាក់ 3H 2 + N 2 → 2NH 3 អ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានប្រើប្រាស់លឿនជាងអាសូត 3 ដង ហើយអាម៉ូញាក់ប្រមូលផ្តុំលឿនជាងអាសូត 2 ដង។ ដូច្នេះសមីការអត្រាសម្រាប់ប្រតិកម្មនេះត្រូវបានសរសេរដូចខាងក្រោមៈ v= –1/3 ឃ ទំ(H2)/ឃ t= –d ទំ(ន ២)/ឃ t= +1/2 ឃ ទំ(NH 3) / ឃ t. ជាទូទៅប្រសិនបើប្រតិកម្មគឺ stoichiometric, i.e. ដំណើរការយ៉ាងពិតប្រាកដស្របតាមសមីការសរសេរ៖ aA + bB → cC + dD ល្បឿនរបស់វាត្រូវបានកំណត់ជា v= –(1/a)d[A]/d t= –(1/b)d[B]/d t= (1/c)d[C]/d t= (1/d)d[D]/d t(តង្កៀប​ការ៉េ​ត្រូវ​បាន​ប្រើ​ដើម្បី​បង្ហាញ​កំហាប់​ម៉ូលេគុល​នៃ​សារធាតុ)។ ដូច្នេះ អត្រានៃសារធាតុនីមួយៗមានទំនាក់ទំនងយ៉ាងតឹងរ៉ឹងចំពោះគ្នាទៅវិញទៅមក ហើយដោយបានកំណត់ដោយពិសោធន៍នូវអត្រាសម្រាប់អ្នកចូលរួមក្នុងប្រតិកម្ម វាងាយស្រួលក្នុងការគណនាវាសម្រាប់សារធាតុផ្សេងទៀត។

ប្រតិកម្ម​ភាគច្រើន​ដែល​ប្រើ​ក្នុង​ឧស្សាហ​កម្ម​គឺ​មាន​កាតាលីករ​ខុស​គ្នា​។ ពួកវាកើតឡើងនៅចំណុចប្រទាក់រវាងកាតាលីកររឹង និងដំណាក់កាលឧស្ម័ន ឬរាវ។ នៅឯចំណុចប្រទាក់រវាងដំណាក់កាលពីរ ប្រតិកម្មដូចជាការដុតស៊ុលហ្វីត ការរំលាយលោហធាតុ អុកស៊ីដ និងកាបូណាតនៅក្នុងអាស៊ីត និងដំណើរការមួយចំនួនផ្សេងទៀតក៏កើតឡើងផងដែរ។ ចំពោះប្រតិកម្មបែបនេះ អត្រាក៏អាស្រ័យទៅលើទំហំនៃចំណុចប្រទាក់ ដូច្នេះអត្រានៃប្រតិកម្មខុសគ្នាគឺទាក់ទងមិនមែនទៅនឹងបរិមាណឯកតាទេ ប៉ុន្តែចំពោះផ្ទៃនៃឯកតា។ ការវាស់វែងផ្ទៃដែលប្រតិកម្មកើតឡើងមិនតែងតែងាយស្រួលនោះទេ។

ប្រសិនបើប្រតិកម្មកើតឡើងក្នុងបរិមាណបិទជិត នោះល្បឿនរបស់វានៅក្នុងករណីភាគច្រើនគឺអតិបរមានៅដំណាក់កាលដំបូងនៃពេលវេលា (នៅពេលដែលកំហាប់នៃសារធាតុចាប់ផ្តើមគឺអតិបរមា) ហើយបន្ទាប់មក ដោយសារសារធាតុចាប់ផ្តើមត្រូវបានបំប្លែងទៅជាផលិតផល ហើយតាមនោះ ការផ្តោតអារម្មណ៍របស់ពួកគេថយចុះ អត្រាប្រតិកម្មថយចុះ។ វាក៏មានប្រតិកម្មផងដែរដែលអត្រាកើនឡើងតាមពេលវេលា។ ឧទាហរណ៍ ប្រសិនបើចានទង់ដែងមួយត្រូវបានជ្រមុជនៅក្នុងដំណោះស្រាយនៃអាស៊ីតនីទ្រីកសុទ្ធ នោះអត្រាប្រតិកម្មនឹងកើនឡើងតាមពេលវេលា ដែលងាយស្រួលក្នុងការសង្កេតមើល។ ដំណើរការនៃការរំលាយអាលុយមីញ៉ូមក្នុងដំណោះស្រាយអាល់កាឡាំង ការកត់សុីនៃសមាសធាតុសរីរាង្គជាច្រើនជាមួយនឹងអុកស៊ីហ្សែន និងដំណើរការមួយចំនួនផ្សេងទៀតក៏បង្កើនល្បឿនទៅតាមពេលវេលាផងដែរ។ ហេតុផលសម្រាប់ការបង្កើនល្បឿននេះអាចខុសគ្នា។ ជាឧទាហរណ៍ នេះអាចបណ្តាលមកពីការដកខ្សែភាពយន្តអុកស៊ីដការពារចេញពីផ្ទៃលោហៈ ឬការឡើងកំដៅបន្តិចម្តងៗនៃល្បាយប្រតិកម្ម ឬការប្រមូលផ្តុំសារធាតុដែលបង្កើនល្បឿននៃប្រតិកម្ម (ប្រតិកម្មបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា autocatalytic) ។

នៅក្នុងឧស្សាហកម្ម ប្រតិកម្មជាធម្មតាត្រូវបានអនុវត្តដោយការបន្តផ្តល់អាហារចាប់ផ្តើមចូលទៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រ និងយកផលិតផលចេញ។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌបែបនេះវាអាចទៅរួចដើម្បីសម្រេចបាននូវអត្រាថេរនៃប្រតិកម្មគីមី។ ប្រតិកម្ម​គីមី​ក៏​ដំណើរការ​ក្នុង​អត្រា​ថេរ​ដែរ ផ្តល់​ថា​ពន្លឺ​ឧបទ្ទវហេតុ​ត្រូវ​បាន​ស្រូប​ចូល​ទាំង​ស្រុង ( សង់​ទី​ម៉ែ​ត. ប្រតិកម្មគីមី) ។

កំណត់ដំណាក់កាលនៃប្រតិកម្ម។

ប្រសិនបើប្រតិកម្មត្រូវបានអនុវត្តតាមដំណាក់កាលបន្តបន្ទាប់គ្នា (មិនចាំបាច់ទាំងអស់សុទ្ធតែជាសារធាតុគីមី) ហើយដំណាក់កាលមួយក្នុងចំណោមដំណាក់កាលទាំងនេះត្រូវការពេលវេលាច្រើនជាងដំណាក់កាលផ្សេងទៀត ពោលគឺវាដំណើរការយឺតជាង នោះដំណាក់កាលនេះត្រូវបានគេហៅថា កម្រិត។ វាជាដំណាក់កាលយឺតបំផុតនេះ ដែលកំណត់ល្បឿននៃដំណើរការទាំងមូល។ ចូរយើងពិចារណាជាឧទាហរណ៍ ប្រតិកម្មកាតាលីករនៃការកត់សុីអាម៉ូញាក់។ មានករណីកំណត់ចំនួនពីរដែលអាចកើតមាននៅទីនេះ។

1. លំហូរនៃម៉ូលេគុល reagent - អាម៉ូញាក់ និងអុកស៊ីសែន - ទៅផ្ទៃនៃកាតាលីករ (ដំណើរការរាងកាយ) កើតឡើងយឺតជាងប្រតិកម្មកាតាលីករខ្លួនឯងនៅលើផ្ទៃ។ បន្ទាប់មកដើម្បីបង្កើនអត្រានៃការបង្កើតផលិតផលគោលដៅ - អាសូតអុកស៊ីត វាគ្មានប្រយោជន៍ទាំងស្រុងក្នុងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃកាតាលីករនោះទេ ប៉ុន្តែត្រូវយកចិត្តទុកដាក់ដើម្បីពន្លឿនការចូលប្រើសារធាតុប្រតិកម្មទៅលើផ្ទៃ។

2. ការផ្គត់ផ្គង់សារធាតុប្រតិកម្មទៅលើផ្ទៃកើតឡើងលឿនជាងប្រតិកម្មគីមីខ្លួនឯង។ នេះគឺជាកន្លែងដែលវាសមហេតុផលក្នុងការកែលម្អកាតាលីករ ដើម្បីជ្រើសរើសលក្ខខណ្ឌដ៏ល្អប្រសើរសម្រាប់ប្រតិកម្មកាតាលីករ ចាប់តាំងពីដំណាក់កាលកំណត់ក្នុងករណីនេះគឺជាប្រតិកម្មកាតាលីករលើផ្ទៃ។

ទ្រឹស្តីនៃការប៉ះទង្គិច។

តាមប្រវត្តិសាស្ត្រ ទ្រឹស្តីដំបូងដែលផ្អែកលើអត្រានៃប្រតិកម្មគីមីអាចគណនាបានគឺទ្រឹស្តីនៃការប៉ះទង្គិច។ ជាក់ស្តែងដើម្បីឱ្យម៉ូលេគុលមានប្រតិកម្ម ពួកវាត្រូវតែបុកគ្នាជាមុនសិន។ វាធ្វើតាមដែលថាប្រតិកម្មគួរតែដំណើរការលឿនជាងមុន ម៉ូលេគុលនៃសារធាតុចាប់ផ្តើមប៉ះគ្នាទៅវិញទៅមកជាញឹកញាប់។ ដូច្នេះរាល់កត្តាដែលប៉ះពាល់ដល់ភាពញឹកញាប់នៃការប៉ះទង្គិចគ្នារវាងម៉ូលេគុលនឹងប៉ះពាល់ដល់អត្រានៃប្រតិកម្មផងដែរ។ ច្បាប់សំខាន់ៗមួយចំនួនទាក់ទងនឹងការប៉ះទង្គិចគ្នារវាងម៉ូលេគុលត្រូវបានទទួលដោយឈរលើមូលដ្ឋាននៃទ្រឹស្តី kinetic ម៉ូលេគុលនៃឧស្ម័ន។

នៅក្នុងដំណាក់កាលឧស្ម័ន ម៉ូលេគុលផ្លាស់ទីក្នុងល្បឿនលឿន (រាប់រយម៉ែត្រក្នុងមួយវិនាទី) ហើយជារឿយៗប៉ះទង្គិចគ្នាទៅវិញទៅមក។ ភាពញឹកញាប់នៃការប៉ះទង្គិចត្រូវបានកំណត់ជាចម្បងដោយចំនួនភាគល្អិតក្នុងបរិមាណឯកតា ពោលគឺការប្រមូលផ្តុំ (សម្ពាធ)។ ភាពញឹកញាប់នៃការប៉ះទង្គិចក៏អាស្រ័យទៅលើសីតុណ្ហភាព (នៅពេលដែលវាកើនឡើង ម៉ូលេគុលផ្លាស់ទីលឿនជាង) និងលើទំហំនៃម៉ូលេគុល (ម៉ូលេគុលធំបុកគ្នាញឹកញាប់ជាងតូច)។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការផ្តោតអារម្មណ៍មានឥទ្ធិពលខ្លាំងជាងលើប្រេកង់ប៉ះទង្គិច។ នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ និងសម្ពាធបរិយាកាស ម៉ូលេគុលទំហំមធ្យមនីមួយៗជួបប្រទះការប៉ះទង្គិចជាច្រើនពាន់លានក្នុងមួយវិនាទី។

ដោយផ្អែកលើទិន្នន័យទាំងនេះ អ្នកអាចគណនាអត្រានៃប្រតិកម្ម A + B → C រវាងសមាសធាតុឧស្ម័នពីរ A និង B ដោយសន្មតថាប្រតិកម្មគីមីកើតឡើងជាមួយនឹងការប៉ះទង្គិចគ្នានៃម៉ូលេគុលប្រតិកម្ម។ អនុញ្ញាតឱ្យមានល្បាយនៃសារធាតុ A និង B ក្នុងកំហាប់ស្មើគ្នាក្នុងដបលីត្រនៅសម្ពាធបរិយាកាស។ សរុបទៅ នឹងមាន 6 10 23 / 22.4 = 2.7 10 22 ម៉ូលេគុលនៅក្នុងដបទឹក ដែលក្នុងនោះ 1.35 10 22 ម៉ូលេគុលនៃសារធាតុ A និងចំនួនម៉ូលេគុលនៃសារធាតុ B ដូចគ្នា។ អនុញ្ញាតឱ្យម៉ូលេគុល A នីមួយៗជួបប្រទះ 10 9 ការប៉ះទង្គិចក្នុង 1 វិ។ ជាមួយនឹងម៉ូលេគុលផ្សេងទៀតដែលពាក់កណ្តាល (5 10 8) កើតឡើងនៅក្នុងការប៉ះទង្គិចជាមួយម៉ូលេគុល B (ការប៉ះទង្គិច A + A មិននាំឱ្យមានប្រតិកម្ម) ។ សរុបមក 1.35 10 22 5 10 8 ~ 7 10 30 ការប៉ះទង្គិចនៃម៉ូលេគុល A និង B កើតឡើងក្នុងដបក្នុង 1 វិ។ ជាក់ស្តែង ប្រសិនបើពួកវានីមួយៗនាំឱ្យមានប្រតិកម្ម វានឹងកើតឡើងភ្លាមៗ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រតិកម្មជាច្រើនដំណើរការយឺតៗ។ ពីនេះយើងអាចសន្និដ្ឋានបានថាមានតែប្រភាគតូចមួយនៃការប៉ះទង្គិចគ្នារវាងម៉ូលេគុលប្រតិកម្មដែលនាំទៅរកអន្តរកម្មរវាងពួកវា។

ដើម្បីបង្កើតទ្រឹស្តីមួយដែលអនុញ្ញាតឱ្យមនុស្សម្នាក់គណនាអត្រាប្រតិកម្មដោយផ្អែកលើទ្រឹស្តី kinetic ម៉ូលេគុលនៃឧស្ម័ន វាចាំបាច់ត្រូវគណនាចំនួនសរុបនៃការប៉ះទង្គិចនៃម៉ូលេគុល និងសមាមាត្រនៃការប៉ះទង្គិចគ្នា "សកម្ម" ដែលនាំឱ្យមានប្រតិកម្ម។ វាក៏ចាំបាច់ផងដែរដើម្បីពន្យល់ពីមូលហេតុដែលអត្រានៃប្រតិកម្មគីមីភាគច្រើនកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព - ល្បឿននៃម៉ូលេគុលនិងភាពញឹកញាប់នៃការប៉ះទង្គិចគ្នារវាងពួកវាកើនឡើងជាមួយនឹងសីតុណ្ហភាពបន្តិច - ក្នុងសមាមាត្រស្មើនឹង 1,3 ដងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព។ ពី 293 K (20 ° C) ដល់ 373 K (100 ° C) ខណៈពេលដែលអត្រាប្រតិកម្មអាចកើនឡើងរាប់ពាន់ដង។

បញ្ហាទាំងនេះត្រូវបានដោះស្រាយដោយផ្អែកលើទ្រឹស្តីនៃការប៉ះទង្គិចគ្នាដូចខាងក្រោម។ ក្នុងអំឡុងពេលបុកគ្នា ម៉ូលេគុលបន្តផ្លាស់ប្តូរល្បឿន និងថាមពល។ ដូច្នេះ ជាលទ្ធផលនៃការប៉ះទង្គិចគ្នា "ជោគជ័យ" ម៉ូលេគុលដែលបានផ្តល់ឱ្យអាចបង្កើនល្បឿនរបស់វាគួរឱ្យកត់សម្គាល់ ខណៈពេលដែលនៅក្នុងការប៉ះទង្គិច "មិនជោគជ័យ" វាស្ទើរតែអាចបញ្ឈប់ (ស្ថានភាពស្រដៀងគ្នាអាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងឧទាហរណ៍នៃបាល់ប៊ីយ៉ា) ។ នៅសម្ពាធបរិយាកាសធម្មតា ការប៉ះទង្គិចគ្នា ហើយដូច្នេះការផ្លាស់ប្តូរល្បឿនកើតឡើងជាមួយនឹងម៉ូលេគុលនីមួយៗរាប់ពាន់លានដងក្នុងមួយវិនាទី។ ក្នុងករណីនេះ ល្បឿន និងថាមពលនៃម៉ូលេគុល ភាគច្រើនជាមធ្យម។ ប្រសិនបើនៅពេលណាមួយដែលយើង "រាប់" ម៉ូលេគុលដែលមានល្បឿនជាក់លាក់ក្នុងបរិមាណឧស្ម័នដែលបានផ្តល់ឱ្យនោះ វាបង្ហាញថាផ្នែកសំខាន់នៃពួកវាមានល្បឿនជិតមធ្យម។ ទន្ទឹមនឹងនេះ ម៉ូលេគុលជាច្រើនមានល្បឿនតិចជាងមធ្យម ហើយខ្លះផ្លាស់ទីក្នុងល្បឿនធំជាងមធ្យម។ នៅពេលដែលល្បឿនកើនឡើង ប្រភាគនៃម៉ូលេគុលដែលមានល្បឿនដែលបានផ្តល់ឱ្យថយចុះយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ យោងតាមទ្រឹស្ដីបុក មានតែម៉ូលេគុលទាំងនោះដែលនៅពេលបុកគ្នា មានល្បឿនលឿនគ្រប់គ្រាន់ (ហើយដូច្នេះ ការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលចលនទិចដ៏ធំ) មានប្រតិកម្ម។ ការណែនាំនេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅឆ្នាំ 1889 ដោយអ្នកគីមីវិទ្យាជនជាតិស៊ុយអែត Svante Arrhenius ។

ថាមពលធ្វើឱ្យសកម្ម។

Arrhenius ត្រូវបានណែនាំអោយប្រើដោយអ្នកគីមីវិទ្យានូវគោលគំនិតសំខាន់នៃថាមពលធ្វើឱ្យសកម្ម ( អ៊ីក) គឺជាថាមពលអប្បបរមាដែលម៉ូលេគុលមួយ (ឬគូនៃម៉ូលេគុលប្រតិកម្ម) ត្រូវតែមាន ដើម្បីចូលទៅក្នុងប្រតិកម្មគីមី។ ថាមពលនៃការធ្វើឱ្យសកម្មជាធម្មតាត្រូវបានវាស់ជា joules ហើយមិនត្រូវបានគេសំដៅទៅលើម៉ូលេគុលមួយទេ (នេះគឺជាតម្លៃតូចបំផុត) ប៉ុន្តែទៅ mole នៃសារធាតុមួយ ហើយត្រូវបានបង្ហាញជាឯកតានៃ J/mol ឬ kJ/mol។ ប្រសិនបើថាមពលនៃម៉ូលេគុលប៉ះគ្នាគឺតិចជាងថាមពលសកម្ម នោះប្រតិកម្មនឹងមិនកើតឡើងទេ ប៉ុន្តែប្រសិនបើវាស្មើនឹង ឬធំជាងនោះ នោះម៉ូលេគុលនឹងមានប្រតិកម្ម។

ថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មសម្រាប់ប្រតិកម្មផ្សេងៗគ្នាត្រូវបានកំណត់ដោយពិសោធន៍ (ពីការពឹងផ្អែកនៃអត្រាប្រតិកម្មលើសីតុណ្ហភាព) ។ ថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មអាចប្រែប្រួលក្នុងជួរដ៏ធំទូលាយមួយ - ពីពីរបីទៅច្រើនរយ kJ/mol ។ ឧទាហរណ៍ សម្រាប់ប្រតិកម្ម 2NO 2 → N 2 O 4 ថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មគឺនៅជិតសូន្យ សម្រាប់ប្រតិកម្ម 2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2 នៅក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous អ៊ី a = 73 kJ/mol សម្រាប់ការរលាយកំដៅនៃអេតានទៅជាអេទីឡែន និងអ៊ីដ្រូសែន អ៊ី a = 306 kJ/mol ។

ថាមពលសកម្មនៃប្រតិកម្មគីមីភាគច្រើនលើសពីថាមពល kinetic មធ្យមនៃម៉ូលេគុល ដែលនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់មានត្រឹមតែ 4 kJ/mol ហើយសូម្បីតែនៅសីតុណ្ហភាព 1000 ° C មិនលើសពី 16 kJ/mol ។ ដូច្នេះ ដើម្បីមានប្រតិកម្ម ម៉ូលេគុលជាធម្មតាត្រូវតែមានល្បឿនធំជាងមធ្យម។ ឧទាហរណ៍ក្នុងករណី អ៊ី a = 200 kJ/mol បុកម៉ូលេគុលនៃទម្ងន់ម៉ូលេគុលតូចគួរតែមានល្បឿននៃលំដាប់ 2.5 គីឡូម៉ែត្រ/វិនាទី (ថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មគឺ 25 ដងធំជាងថាមពលមធ្យមនៃម៉ូលេគុលនៅ 20 ° C) ។ ហើយនេះគឺជាច្បាប់ទូទៅ៖ សម្រាប់ប្រតិកម្មគីមីភាគច្រើន ថាមពលសកម្មគឺលើសពីថាមពល kinetic មធ្យមនៃម៉ូលេគុល។

ប្រូបាប៊ីលីតេសម្រាប់ម៉ូលេគុលដើម្បីប្រមូលផ្តុំថាមពលដ៏ធំដែលជាលទ្ធផលនៃការប៉ះទង្គិចគ្នាជាបន្តបន្ទាប់គឺតូចណាស់៖ ដំណើរការបែបនេះទាមទារឱ្យវាមានចំនួនដ៏ធំនៃការប៉ះទង្គិចគ្នា "ជោគជ័យ" ជាបន្តបន្ទាប់ ដែលជាលទ្ធផលដែលម៉ូលេគុលទទួលបានថាមពលដោយមិនបាត់បង់វា។ . ដូច្នេះសម្រាប់ប្រតិកម្មជាច្រើន មានតែប្រភាគតូចមួយនៃម៉ូលេគុលប៉ុណ្ណោះដែលមានថាមពលគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីយកឈ្នះលើរបាំងនេះ។ ការចែករំលែកនេះស្របតាមទ្រឹស្ដី Arrhenius ត្រូវបានកំណត់ដោយរូបមន្ត៖ a = e – អ៊ីក/ RT = 10 –អ៊ី a/2.3 RT ~ 10 –អ៊ី a/19 ធ, កន្លែងណា រ= 8.31 J/(mol . TO) ពីរូបមន្តវាដូចខាងក្រោមថាសមាមាត្រនៃម៉ូលេគុលជាមួយថាមពល អ៊ី a ដូចជាប្រភាគនៃការប៉ះទង្គិចសកម្ម a អាស្រ័យយ៉ាងខ្លាំងលើទាំងថាមពល និងសីតុណ្ហភាពសកម្ម។ ឧទាហរណ៍សម្រាប់ប្រតិកម្មជាមួយ អ៊ី a = 200 kJ/mol នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ ( ធ~ 300 K) ប្រភាគនៃការប៉ះទង្គិចសកម្មគឺមានការធ្វេសប្រហែស៖ a = 10 – 200000/(19 , ៣០០) ~ ១០–៣៥ ។ ហើយប្រសិនបើរាល់វិនាទីនៅក្នុងកប៉ាល់មានការប៉ះទង្គិចគ្នានៃម៉ូលេគុល A និង B 7·10 30 នោះវាច្បាស់ណាស់ថាប្រតិកម្មនឹងមិនកើតឡើងទេ។

ប្រសិនបើអ្នកបង្កើនសីតុណ្ហភាពដាច់ខាតទ្វេដង i.e. កំដៅល្បាយទៅ 600 K (327 ° C); ក្នុងករណីនេះសមាមាត្រនៃការប៉ះទង្គិចសកម្មនឹងកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង: a = 10 – 200000/(19 , ៦០០) ~ ៤·១០–១៨។ ដូច្នេះការកើនឡើង 2 ដងនៃសីតុណ្ហភាពបានបង្កើនសមាមាត្រនៃការប៉ះទង្គិចសកម្មដោយ 4 · 10 17 ដង។ ឥឡូវនេះរាល់វិនាទីនៃចំនួនសរុបប្រហែល 7·10 30 ការប៉ះទង្គិចនឹងបណ្តាលឱ្យមានប្រតិកម្ម 7·10 30·4·10 –18 ~ 3·10 13 ។ ប្រតិកម្មបែបនេះដែល 3·10 13 ម៉ូលេគុលបាត់រាល់វិនាទី (ក្នុងចំណោមប្រហែល 10 22) ទោះបីជាយឺតណាស់ក៏ដោយ ក៏នៅតែកើតឡើងដដែល។ ជាចុងក្រោយ នៅសីតុណ្ហភាព 1000 K (727°C) a ~ 3·10 –11 (ក្នុងចំណោមរាល់ 30 ពាន់លាននៃការប៉ះទង្គិចនៃម៉ូលេគុលប្រតិកម្មដែលបានផ្តល់ឱ្យ មួយបណ្តាលឱ្យមានប្រតិកម្ម) ។ នេះគឺច្រើនរួចទៅហើយ ចាប់តាំងពីក្នុង 1 s 7 10 30 3 10 –11 = 2 10 20 ម៉ូលេគុលនឹងចូលទៅក្នុងប្រតិកម្ម ហើយប្រតិកម្មបែបនេះនឹងកើតឡើងក្នុងរយៈពេលជាច្រើននាទី (ដោយគិតគូរពីការថយចុះនៃប្រេកង់នៃការប៉ះទង្គិចជាមួយ ការថយចុះកំហាប់នៃសារធាតុប្រតិកម្ម) ។

ឥឡូវនេះវាច្បាស់ណាស់ថាហេតុអ្វីបានជាការកើនឡើងសីតុណ្ហភាពអាចបង្កើនអត្រានៃប្រតិកម្មយ៉ាងខ្លាំង។ ល្បឿនមធ្យម (និងថាមពល) នៃម៉ូលេគុលកើនឡើងបន្តិចជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព ប៉ុន្តែសមាមាត្រនៃម៉ូលេគុល "លឿន" (ឬ "សកម្ម") ដែលមានល្បឿនចលនាគ្រប់គ្រាន់ ឬថាមពលរំញ័រគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ប្រតិកម្មកើតឡើងកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។

ការគណនានៃអត្រាប្រតិកម្ម ដោយគិតគូរពីចំនួនសរុបនៃការប៉ះទង្គិច និងប្រភាគនៃម៉ូលេគុលសកម្ម (ឧ. ថាមពលធ្វើឱ្យសកម្ម) ជារឿយៗផ្តល់នូវការព្រមព្រៀងដ៏ពេញចិត្តជាមួយនឹងទិន្នន័យពិសោធន៍។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សម្រាប់ប្រតិកម្មជាច្រើន អត្រាដែលបានសង្កេតដោយពិសោធន៍ប្រែថាតិចជាងអ្វីដែលគណនាដោយទ្រឹស្តីបុក។ នេះត្រូវបានពន្យល់ដោយការពិតដែលថា ដើម្បីឱ្យប្រតិកម្មកើតឡើង ការប៉ះទង្គិចត្រូវតែជោគជ័យ មិនត្រឹមតែមានថាមពលប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំង "ធរណីមាត្រ" ផងដែរ ពោលគឺម៉ូលេគុលត្រូវតែតម្រង់ទិសក្នុងវិធីជាក់លាក់មួយទាក់ទងគ្នាទៅវិញទៅមកនៅពេលនៃការប៉ះទង្គិច។ . ដូច្នេះនៅពេលគណនាអត្រាប្រតិកម្មដោយប្រើទ្រឹស្ដីប៉ះទង្គិច បន្ថែមពីលើកត្តាថាមពល កត្តាស្តេរីក (លំហ) សម្រាប់ប្រតិកម្មដែលបានផ្តល់ឱ្យក៏ត្រូវយកមកពិចារណាផងដែរ។

សមីការ Arrhenius ។

ការពឹងផ្អែកនៃអត្រាប្រតិកម្មលើសីតុណ្ហភាពជាធម្មតាត្រូវបានពិពណ៌នាដោយសមីការ Arrhenius ដែលក្នុងទម្រង់សាមញ្ញបំផុតរបស់វាអាចត្រូវបានសរសេរជា v = v 0 ក = v 0 អ៊ី – អ៊ីក/ RT, កន្លែងណា v 0 គឺជាល្បឿនដែលប្រតិកម្មនឹងមានថាមពលសកម្មសូន្យ (តាមពិតនេះគឺជាភាពញឹកញាប់នៃការប៉ះទង្គិចគ្នាក្នុងមួយឯកតាបរិមាណ)។ ដោយសារតែ v 0 ខ្សោយអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាព អ្វីគ្រប់យ៉ាងត្រូវបានកំណត់ដោយកត្តាទីពីរ - អិចស្ប៉ូណង់ស្យែល៖ ជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាព កត្តានេះកើនឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័ស ហើយកាន់តែលឿនថាមពលសកម្មកាន់តែខ្ពស់ អ៊ីក. ការពឹងផ្អែកនៃអត្រាប្រតិកម្មលើសីតុណ្ហភាពត្រូវបានគេហៅថាសមីការ Arrhenius វាមានសារៈសំខាន់បំផុតមួយនៅក្នុង kinetics គីមី។ ដើម្បី​ប៉ាន់ស្មាន​ឥទ្ធិពល​នៃ​សីតុណ្ហភាព​លើ​អត្រា​ប្រតិកម្ម អ្វី​ដែល​គេ​ហៅ​ថា “ក្បួន​វ៉ាន់​មិន​ហូហ្វ” ជួនកាល​ត្រូវ​បាន​ប្រើ ( សង់​ទី​ម៉ែ​ត. ច្បាប់របស់ Van't Hoff) ។

ប្រសិនបើប្រតិកម្មគោរពតាមសមីការ Arrhenius លោការីតនៃអត្រារបស់វា (បានវាស់វែងជាឧទាហរណ៍នៅពេលដំបូង) គួរតែអាស្រ័យទៅលើសីតុណ្ហភាពដាច់ខាត ពោលគឺគ្រោងនៃ ln ។ vពី 1/ ធត្រូវតែត្រង់។ ជម្រាលនៃបន្ទាត់នេះគឺស្មើនឹងថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មនៃប្រតិកម្ម។ ដោយប្រើក្រាហ្វបែបនេះ អ្នកអាចទស្សន៍ទាយពីអត្រាប្រតិកម្មនឹងនៅសីតុណ្ហភាពដែលបានផ្តល់ឱ្យ ឬនៅសីតុណ្ហភាពអ្វីដែលប្រតិកម្មនឹងដំណើរការក្នុងល្បឿនដែលបានកំណត់។

ឧទាហរណ៍ជាក់ស្តែងមួយចំនួននៃការប្រើប្រាស់សមីការ Arrhenius ។

1. ការវេចខ្ចប់ផលិតផលក្លាសេនិយាយថា វាអាចត្រូវបានរក្សាទុកនៅលើធ្នើទូទឹកកក (5°C) រយៈពេល 24 ម៉ោងក្នុងទូរទឹកកកដែលមានសញ្ញាផ្កាយមួយ (–6°C) សម្រាប់មួយសប្តាហ៍ដោយមានផ្កាយពីរ (–12 °C) រយៈពេលមួយខែ ហើយនៅក្នុងទូទឹកកកដែលមាននិមិត្តសញ្ញា *** (ដែលមានន័យថាសីតុណ្ហភាពនៅក្នុងវាគឺ -18 ° C) - 3 ខែ។ សន្មតថាអត្រានៃការខូចផលិតផលគឺសមាមាត្របញ្ច្រាសទៅនឹងអាយុកាលធ្នើដែលបានធានា t xp ក្នុង ln កូអរដោណេ t xp, 1/ ធយើងទទួលបានដោយអនុលោមតាមសមីការ Arrhenius ដែលជាបន្ទាត់ត្រង់។ ពីវាអ្នកអាចគណនាថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មនៃប្រតិកម្មជីវគីមីដែលនាំឱ្យខូចផលិតផលដែលបានផ្តល់ឱ្យ (ប្រហែល 115 kJ / mol) ។ ពីក្រាហ្វដូចគ្នាអ្នកអាចស្វែងយល់ថាតើសីតុណ្ហភាពអ្វីដែលផលិតផលត្រូវតែត្រជាក់ដូច្នេះវាអាចរក្សាទុកបានឧទាហរណ៍ 3 ឆ្នាំ; វាប្រែជា -29 ° C ។

2. អ្នកឡើងភ្នំដឹងថានៅលើភ្នំវាពិបាកក្នុងការស្ងោរពងមាន់ ឬជាទូទៅអាហារណាមួយដែលទាមទារឱ្យឆ្អិនយូរ ឬតិច។ តាមគុណភាព ហេតុផលគឺច្បាស់ណាស់៖ ជាមួយនឹងការថយចុះនៃសម្ពាធបរិយាកាស ចំណុចរំពុះនៃទឹកមានការថយចុះ។ ដោយប្រើសមីការ Arrhenius អ្នកអាចគណនារយៈពេលដែលវានឹងត្រូវការជាឧទាហរណ៍ ដើម្បីស្ងោរស៊ុតក្នុងទីក្រុងម៉ិកស៊ិក ដែលមានទីតាំងនៅរយៈកម្ពស់ 2265 ម៉ែត្រ ដែលសម្ពាធធម្មតាគឺ 580 mm Hg ហើយទឹកនៅសម្ពាធថយចុះបែបនេះ។ រំពុះនៅ 93 ° C ថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មសម្រាប់ប្រតិកម្មនៃការបត់ប្រូតេអ៊ីន (denaturation) ត្រូវបានវាស់វែងហើយប្រែទៅជាមានទំហំធំណាស់បើប្រៀបធៀបទៅនឹងប្រតិកម្មគីមីផ្សេងទៀតជាច្រើន - ប្រហែល 400 kJ / mol (វាអាចខុសគ្នាបន្តិចបន្តួចចំពោះប្រូតេអ៊ីនផ្សេងៗគ្នា) ។ ក្នុងករណីនេះការបន្ថយសីតុណ្ហភាពពី 100 ទៅ 93 ° C (នោះគឺពី 373 ទៅ 366 K) នឹងបន្ថយប្រតិកម្មដោយ 10 (400000/19) (1/366 - 1/373) = 11.8 ដង។ នេះ​ជា​មូលហេតុ​ដែល​អ្នក​រស់នៅ​តំបន់​ខ្ពង់រាប​ចូលចិត្ត​ចៀន​បំពង​ដើម្បី​ធ្វើ​ម្ហូប៖ សីតុណ្ហភាព​នៃ​ខ្ទះ​ចៀន​មិន​ដូច​សីតុណ្ហភាព​នៃ​ខ្ទះ​ទឹក​ពុះ​ទេ មិន​អាស្រ័យ​លើ​សម្ពាធ​បរិយាកាស​ទេ។

3. នៅក្នុងចង្រ្កានសម្ពាធ អាហារត្រូវបានចម្អិននៅសម្ពាធកើនឡើង ហើយដូច្នេះ នៅចំណុចកើនឡើងនៃទឹក។ វាត្រូវបានគេដឹងថានៅក្នុង saucepan ធម្មតាសាច់គោត្រូវបានចម្អិន 2-3 ម៉ោងនិង compote ផ្លែប៉ោមសម្រាប់ 10-15 នាទី។ ដោយពិចារណាថាដំណើរការទាំងពីរមានថាមពលសកម្មស្រដៀងគ្នា (ប្រហែល 120 kJ/mol) យើងអាចប្រើសមីការ Arrhenius ដើម្បីគណនាថានៅក្នុងចង្រ្កានសម្ពាធនៅ 118 ° C សាច់នឹងចម្អិន 25-30 នាទី និង compote ត្រឹមតែ 2 នាទីប៉ុណ្ណោះ។

សមីការ Arrhenius មានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់សម្រាប់ឧស្សាហកម្មគីមី។ នៅពេលដែលប្រតិកម្មខាងក្រៅកើតឡើង ថាមពលកម្ដៅដែលបញ្ចេញមកមិនត្រឹមតែកំដៅបរិស្ថានប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងបញ្ចេញប្រតិកម្មខ្លួនឯងទៀតផង។ នេះអាចបណ្តាលឱ្យមានការបង្កើនល្បឿនយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃប្រតិកម្មដែលមិនចង់បាន។ ការគណនាការផ្លាស់ប្តូរអត្រាប្រតិកម្ម និងអត្រាបញ្ចេញកំដៅជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាពអនុញ្ញាតឱ្យយើងជៀសវាងការផ្ទុះកម្ដៅ ( សង់​ទី​ម៉ែ​ត. គ្រឿងផ្ទុះ) ។

ការពឹងផ្អែកលើអត្រាប្រតិកម្មលើកំហាប់នៃសារធាតុ។

អត្រានៃប្រតិកម្មភាគច្រើនថយចុះជាលំដាប់តាមពេលវេលា។ លទ្ធផលនេះគឺនៅក្នុងកិច្ចព្រមព្រៀងដ៏ល្អជាមួយទ្រឹស្តីនៃការប៉ះទង្គិចគ្នា: នៅពេលដែលប្រតិកម្មកើតឡើងការប្រមូលផ្តុំនៃសារធាតុចាប់ផ្តើមធ្លាក់ចុះហើយភាពញឹកញាប់នៃការប៉ះទង្គិចគ្នារវាងពួកវាមានការថយចុះ។ ដូច្នោះហើយភាពញឹកញាប់នៃការប៉ះទង្គិចនៃម៉ូលេគុលសកម្មមានការថយចុះ។ នេះនាំឱ្យមានការថយចុះនៃអត្រាប្រតិកម្ម។ នេះគឺជាខ្លឹមសារនៃច្បាប់មូលដ្ឋានមួយនៃ kinetics គីមី៖ អត្រានៃប្រតិកម្មគីមីគឺសមាមាត្រទៅនឹងកំហាប់នៃម៉ូលេគុលប្រតិកម្ម។ តាមគណិតវិទ្យា នេះអាចសរសេរជារូបមន្ត v = k[A][B] កន្លែងណា k- ថេរហៅថាអត្រាប្រតិកម្មថេរ។ សមីការដែលបានផ្តល់ឱ្យត្រូវបានគេហៅថាសមីការអត្រាប្រតិកម្មគីមីឬសមីការ kinetic ។ អត្រាថេរសម្រាប់ប្រតិកម្មនេះមិនអាស្រ័យលើកំហាប់នៃប្រតិកម្ម និងទាន់ពេលវេលានោះទេប៉ុន្តែវាអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាពស្របតាមសមីការ Arrhenius៖ k = k 0 អ៊ី – អ៊ីក/ RT .

សមីការល្បឿនសាមញ្ញបំផុត។ v = k[A][B] តែងតែជាការពិតក្នុងករណីដែលម៉ូលេគុល (ឬភាគល្អិតផ្សេងទៀត ឧទាហរណ៍ អ៊ីយ៉ុង) A បុកជាមួយម៉ូលេគុល B អាចបំប្លែងដោយផ្ទាល់ទៅជាផលិតផលប្រតិកម្ម។ ប្រតិកម្ម​បែប​នេះ​ដែល​កើត​ឡើង​ក្នុង​មួយ​ជំហាន (ដូច​ដែល​អ្នក​គីមីវិទ្យា​និយាយ​ថា ក្នុង​ដំណាក់កាល​មួយ) ហៅ​ថា ប្រតិកម្ម​បឋម។ មានប្រតិកម្មបែបនេះតិចតួចណាស់។ ប្រតិកម្មភាគច្រើន (សូម្បីតែហាក់ដូចជាសាមញ្ញដូចជា H 2 + I 2 ® 2HI) មិនមែនជាបឋមទេ ដូច្នេះហើយ ដោយផ្អែកលើសមីការ stoichiometric នៃប្រតិកម្មបែបនេះ សមីការ kinetic របស់វាមិនអាចសរសេរបានទេ។

សមីការ kinetic អាចទទួលបានតាមពីរវិធី៖ ពិសោធន៍ - ដោយការវាស់ស្ទង់ភាពអាស្រ័យនៃអត្រាប្រតិកម្មលើកំហាប់នៃសារធាតុនីមួយៗដោយឡែកពីគ្នា និងតាមទ្រឹស្តី - ប្រសិនបើយន្តការប្រតិកម្មលម្អិតត្រូវបានគេស្គាល់។ ភាគច្រើនជាញឹកញាប់ (ប៉ុន្តែមិនតែងតែ) សមីការ kinetic មានទម្រង់ v = k[A] x[ខ] y, កន្លែងណា xនិង yត្រូវបានគេហៅថាការបញ្ជាទិញប្រតិកម្មសម្រាប់ប្រតិកម្ម A និង B។ ការបញ្ជាទិញទាំងនេះ នៅក្នុងករណីទូទៅ អាចជាចំនួនគត់ និងប្រភាគ វិជ្ជមាន និងសូម្បីតែអវិជ្ជមាន។ ឧទាហរណ៍ សមីការ kinetic សម្រាប់ប្រតិកម្មនៃការរលាយកម្ដៅនៃអាសេតាល់ដេអ៊ីត CH 3 CHO ® CH 4 + CO មានទម្រង់ v = k 1.5, ឧ។ ប្រតិកម្មគឺលំដាប់មួយកន្លះ។ ជួនកាលការចៃដន្យចៃដន្យនៃមេគុណ stoichiometric និងការបញ្ជាទិញប្រតិកម្មគឺអាចធ្វើទៅបាន។ ដូច្នេះ ការពិសោធន៍បង្ហាញថា ប្រតិកម្ម H 2 + I 2 ® 2HI គឺជាលំដាប់ទីមួយ ទាំងអ៊ីដ្រូសែន និងអ៊ីយ៉ូត ពោលគឺសមីការ kinetic របស់វាមានទម្រង់ v = k(នោះហើយជាមូលហេតុដែលប្រតិកម្មនេះត្រូវបានចាត់ទុកថាជាបឋមអស់រយៈពេលជាច្រើនទសវត្សរ៍ រហូតដល់យន្តការដ៏ស្មុគស្មាញរបស់វាត្រូវបានបញ្ជាក់នៅឆ្នាំ 1967)។

ប្រសិនបើសមីការ kinetic ត្រូវបានគេស្គាល់, i.e. វាត្រូវបានគេដឹងពីរបៀបដែលអត្រាប្រតិកម្មអាស្រ័យលើកំហាប់នៃ reactants នៅរាល់ពេលនៃពេលវេលា ហើយអត្រាថេរត្រូវបានគេដឹង បន្ទាប់មកវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីគណនាការពឹងផ្អែកពេលវេលានៃការប្រមូលផ្តុំនៃ reactants និងផលិតផលប្រតិកម្ម i.e. តាមទ្រឹស្តីទទួលបានខ្សែកោង kinetic ទាំងអស់។ សម្រាប់ការគណនាបែបនេះ វិធីសាស្ត្រគណិតវិទ្យាខ្ពស់ ឬការគណនាតាមកុំព្យូទ័រត្រូវបានប្រើប្រាស់ ហើយពួកគេមិនបង្ហាញពីការលំបាកជាមូលដ្ឋានណាមួយឡើយ។

ម្យ៉ាងវិញទៀត សមីការ kinetic ដែលទទួលបានពិសោធន៍ជួយវិនិច្ឆ័យយន្តការប្រតិកម្ម ពោលគឺឧ។ អំពីសំណុំនៃប្រតិកម្មសាមញ្ញ (បឋម) ។ ការបំភ្លឺនៃយន្តការប្រតិកម្មគឺជាកិច្ចការសំខាន់បំផុតនៃ kinetics គីមី។ នេះគឺជាកិច្ចការដ៏លំបាកមួយ ដោយហេតុថាយន្តការនៃប្រតិកម្មដែលហាក់ដូចជាសាមញ្ញអាចរួមបញ្ចូលដំណាក់កាលបឋមជាច្រើន។

ការប្រើប្រាស់វិធីសាស្រ្ត kinetic ដើម្បីកំណត់យន្តការប្រតិកម្មអាចត្រូវបានបង្ហាញដោយប្រើឧទាហរណ៍នៃ hydrolysis អាល់កាឡាំងនៃ alkyl halides ដើម្បីបង្កើតជាតិអាល់កុល: RX + OH - → ROH + X - ។ វាត្រូវបានគេរកឃើញដោយពិសោធន៍ថាសម្រាប់ R = CH 3, C 2 H 5 ជាដើម។ និង X = Cl, អត្រាប្រតិកម្មគឺសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងកំហាប់នៃ reactants, i.e. មានលំដាប់ទីមួយទាក់ទងនឹង halide RX និងលំដាប់ទីមួយទាក់ទងនឹងអាល់កាឡាំង ហើយសមីការ kinetic មានទម្រង់ v = k១. នៅក្នុងករណីនៃ alkyl iodides ទីបី (R = (CH 3) 3 C, X = I) លំដាប់នៅក្នុង RX គឺដំបូងហើយនៅក្នុងអាល់កាឡាំងវាគឺសូន្យ: v = k២. នៅក្នុងករណីកម្រិតមធ្យម ឧទាហរណ៍សម្រាប់ isopropyl bromide (R = (CH 3) 2 CH, X = Br) ប្រតិកម្មត្រូវបានពិពណ៌នាដោយសមីការ kinetic ស្មុគស្មាញជាងនេះ៖ v = k 1 + k២. ដោយផ្អែកលើទិន្នន័យ kinetic ទាំងនេះ ការសន្និដ្ឋានខាងក្រោមត្រូវបានធ្វើឡើងអំពីយន្តការនៃប្រតិកម្មបែបនេះ។

ក្នុងករណីដំបូង ប្រតិកម្មកើតឡើងក្នុងជំហានមួយ តាមរយៈការប៉ះទង្គិចដោយផ្ទាល់នៃម៉ូលេគុលអាល់កុលជាមួយ OH - ions (ហៅថាយន្តការ SN 2)។ ក្នុងករណីទី 2 ប្រតិកម្មកើតឡើងជាពីរដំណាក់កាល។ ដំណាក់​កាល​ទី​មួយ​គឺ​ការ​បំបែក​អ៊ីយ៉ូត​អាល់គីល​យឺត​ជា​ពីរ​អ៊ីយ៉ុង៖ RI → R + + I – ។ ទីពីរគឺជាប្រតិកម្មលឿនបំផុតរវាងអ៊ីយ៉ុង: R + + OH - → ROH ។ អត្រានៃប្រតិកម្មសរុបអាស្រ័យតែលើដំណាក់កាលយឺត (កម្រិត) ដូច្នេះវាមិនអាស្រ័យលើកំហាប់អាល់កាឡាំងទេ។ ដូច្នេះលំដាប់សូន្យនៅក្នុងអាល់កាឡាំង (យន្តការ SN 1) ។ ក្នុងករណីបន្ទាប់បន្សំ alkyl bromides យន្តការទាំងពីរកើតឡើងក្នុងពេលដំណាលគ្នា ដូច្នេះសមីការ kinetic គឺស្មុគស្មាញជាង។

អ៊ីលីយ៉ាលីនសុន

អក្សរសិល្ប៍៖

ប្រវត្តិនៃគោលលទ្ធិនៃដំណើរការគីមី. M., Nauka, 1981
ឡេនសុន I.A. ប្រតិកម្មគីមី. M. , AST - Astrel, 2002



អត្រាប្រតិកម្មគីមី

អត្រាប្រតិកម្មគីមីត្រូវ​បាន​កំណត់​ថា​ជា​ការ​ផ្លាស់​ប្តូរ​កំហាប់​ម៉ូលេគុល​នៃ​ប្រតិកម្ម​មួយ​ក្នុង​មួយ​ឯកតា​ពេល​វេលា។ អត្រានៃប្រតិកម្មគីមីតែងតែជាតម្លៃវិជ្ជមាន ដូច្នេះប្រសិនបើវាត្រូវបានកំណត់ដោយសារធាតុចាប់ផ្តើម (កំហាប់នៃការថយចុះកំឡុងពេលប្រតិកម្ម) នោះតម្លៃលទ្ធផលត្រូវបានគុណនឹង -1 ។
ឧទាហរណ៍ សម្រាប់ប្រតិកម្ម ល្បឿនអាចត្រូវបានបញ្ជាក់ដូចខាងក្រោម៖

នៅឆ្នាំ 1865 N.N. Beketov និងនៅឆ្នាំ 1867 K.M. Guldberg និង P. Waage បានបង្កើតច្បាប់នៃសកម្មភាពដ៏ធំ យោងទៅតាមអត្រានៃប្រតិកម្មគីមីនៅគ្រប់ពេលនៃពេលវេលាគឺសមាមាត្រទៅនឹងកំហាប់នៃសារធាតុ reagents ដែលបានលើកឡើងចំពោះថាមពលជាក់លាក់។ បន្ថែមពីលើការផ្តោតអារម្មណ៍ អត្រានៃប្រតិកម្មគីមីត្រូវបានជះឥទ្ធិពលដោយកត្តាដូចខាងក្រោមៈ ធម្មជាតិនៃសារធាតុប្រតិកម្ម វត្តមាននៃកាតាលីករ សីតុណ្ហភាព (ច្បាប់របស់ Van't Hoff) និងផ្ទៃនៃសារធាតុប្រតិកម្ម។

លំដាប់នៃប្រតិកម្មគីមី

លំដាប់នៃប្រតិកម្មសម្រាប់សារធាតុដែលបានផ្តល់ឱ្យគឺជានិទស្សន្តនៅកំហាប់នៃសារធាតុនេះនៅក្នុងសមីការ kinetic នៃប្រតិកម្ម។

ស្ថានភាពផ្លាស់ប្តូរ

កាតាលីក

កាតាលីករគឺជាដំណើរការមួយដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការផ្លាស់ប្តូរអត្រានៃប្រតិកម្មគីមីនៅក្នុងវត្តមាននៃសារធាតុដែលហៅថាកាតាលីករ។
កាតាលីករគឺជាសារធាតុដែលផ្លាស់ប្តូរអត្រានៃប្រតិកម្មគីមី ដែលអាចចូលរួមក្នុងប្រតិកម្ម ជាផ្នែកមួយនៃផលិតផលកម្រិតមធ្យម ប៉ុន្តែមិនមែនជាផ្នែកនៃផលិតផលប្រតិកម្មចុងក្រោយ ហើយនៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរបន្ទាប់ពីការបញ្ចប់នៃប្រតិកម្ម។
ប្រតិកម្មកាតាលីករគឺជាប្រតិកម្មដែលកើតឡើងនៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករ។

កាតាលីករត្រូវបានគេហៅថាវិជ្ជមាននៅពេលដែលអត្រាប្រតិកម្មកើនឡើងហើយអវិជ្ជមាន (រារាំង) នៅពេលវាថយចុះ។ ឧទាហរណ៏នៃកាតាលីករវិជ្ជមានគឺការកត់សុីនៃអាម៉ូញាក់នៅលើផ្លាទីនដើម្បីបង្កើតអាស៊ីតនីទ្រីក។ ឧទាហរណ៏នៃភាពអវិជ្ជមានគឺការកាត់បន្ថយអត្រាច្រេះនៅពេលដែលសូដ្យូមនីត្រាត ប៉ូតាស្យូមក្រូម និងឌីក្រូមតត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងអង្គធាតុរាវដែលលោហៈត្រូវបានប្រើ។
កាតាលីករដែលបន្ថយប្រតិកម្មគីមីត្រូវបានគេហៅថា inhibitors ។
អាស្រ័យលើថាតើកាតាលីករស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលដូចគ្នាជាមួយនឹងប្រតិកម្ម ឬបង្កើតជាដំណាក់កាលឯករាជ្យ ឬយ៉ាងណានោះ យើងនិយាយអំពីកាតាលីករដូចគ្នា ឬតំណពូជ។
ឧទាហរណ៏នៃកាតាលីករដូចគ្នាគឺការរលាយនៃអ៊ីដ្រូសែន peroxide នៅក្នុងវត្តមាននៃអ៊ីយ៉ុងអ៊ីយ៉ូត។ ប្រតិកម្មកើតឡើងជាពីរដំណាក់កាល៖
H O + I = H O + IO
H O + IO = H O + O + I
នៅក្នុងកាតាលីករដូចគ្នា សកម្មភាពរបស់កាតាលីករគឺដោយសារតែវាធ្វើអន្តរកម្មជាមួយសារធាតុប្រតិកម្មដើម្បីបង្កើតជាសមាសធាតុកម្រិតមធ្យម នេះនាំឱ្យមានការថយចុះនៃថាមពលសកម្ម។
នៅក្នុងកាតាលីករចម្រុះ ការបង្កើនល្បឿននៃដំណើរការជាធម្មតាកើតឡើងលើផ្ទៃនៃរាងកាយរឹង - កាតាលីករ ដូច្នេះសកម្មភាពរបស់កាតាលីករអាស្រ័យទៅលើទំហំ និងលក្ខណៈសម្បត្តិនៃផ្ទៃរបស់វា។ នៅក្នុងការអនុវត្ត, កាតាលីករជាធម្មតាត្រូវបានគាំទ្រនៅលើការគាំទ្រ porous រឹង។ យន្តការនៃកាតាលីករខុសធម្មតាគឺស្មុគស្មាញជាងកាតាលីករដូចគ្នា។
យន្តការនៃកាតាលីករខុសធម្មតារួមមាន 5 ដំណាក់កាល ដែលទាំងអស់នេះអាចបញ្ច្រាស់បាន។
1. ការសាយភាយសារធាតុប្រតិកម្មទៅលើផ្ទៃរឹង។
2. ការស្រូបយករាងកាយនៅលើមជ្ឈមណ្ឌលសកម្មនៃផ្ទៃនៃសារធាតុរឹងនៃម៉ូលេគុលប្រតិកម្មហើយបន្ទាប់មកការស្រូបយកគីមីរបស់វា។
3. ប្រតិកម្មគីមីរវាងម៉ូលេគុលប្រតិកម្ម។
4. Desorption នៃផលិតផលពីផ្ទៃកាតាលីករ។
5. ការសាយភាយនៃផលិតផលពីផ្ទៃនៃកាតាលីករចូលទៅក្នុងលំហូរទូទៅ។
ឧទាហរណ៏នៃកាតាលីករមិនដូចគ្នាគឺការកត់សុីនៃ SO ទៅ SO លើកាតាលីករ VO ក្នុងការផលិតអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរីក (វិធីសាស្ត្រទំនាក់ទំនង) ។
អ្នកផ្សព្វផ្សាយ (ឬសារធាតុសកម្ម) គឺជាសារធាតុដែលបង្កើនសកម្មភាពរបស់កាតាលីករ។ ក្នុងករណីនេះ អ្នកផ្សព្វផ្សាយខ្លួនឯងប្រហែលជាមិនមានលក្ខណៈសម្បត្តិកាតាលីករទេ។
សារធាតុពុលកាតាលីករ គឺជាសារធាតុមិនបរិសុទ្ធបរទេសនៅក្នុងល្បាយប្រតិកម្ម ដែលនាំឱ្យបាត់បង់ផ្នែកខ្លះ ឬពេញលេញនៃសកម្មភាពកាតាលីករ។ ដូច្នេះដាននៃអាសេនិចនិងផូស្វ័របណ្តាលឱ្យបាត់បង់សកម្មភាព VO យ៉ាងឆាប់រហ័សដោយកាតាលីករ (វិធីសាស្រ្តទំនាក់ទំនងសម្រាប់ការផលិត HSO) ។
ផលិតកម្មគីមីសំខាន់ៗជាច្រើនដូចជា ការផលិតអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរិក អាម៉ូញាក់ អាស៊ីតនីទ្រីក កៅស៊ូសំយោគ ប៉ូលីម៊ែរមួយចំនួនជាដើម ត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងវត្តមានរបស់កាតាលីករ។
ប្រតិកម្មជីវគីមីនៅក្នុងសារពាង្គកាយរុក្ខជាតិនិងសត្វត្រូវបានពន្លឿនដោយកាតាលីករជីវគីមី - អង់ស៊ីម។
ល្បឿនដំណើរការគឺជាកត្តាដ៏សំខាន់បំផុតដែលកំណត់ផលិតភាពនៃឧបករណ៍ផលិតកម្មគីមី។ ដូច្នេះ ភារកិច្ចចម្បងមួយដែលត្រូវបានបង្កឡើងដោយបដិវត្តន៍វិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកវិទ្យាគឺការស្វែងរកមធ្យោបាយដើម្បីបង្កើនអត្រាប្រតិកម្ម។ កិច្ចការសំខាន់មួយទៀតនៃគីមីវិទ្យាទំនើប ដោយសារទំហំផលិតកម្មគីមីកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនោះ គឺការបង្កើនជម្រើសនៃការផ្លាស់ប្តូរគីមីទៅជាផលិតផលមានប្រយោជន៍ កាត់បន្ថយបរិមាណនៃការបំភាយឧស្ម័ន និងកាកសំណល់។ នេះក៏ទាក់ទងនឹងការការពារបរិស្ថាន និងការប្រើប្រាស់សមហេតុផលបន្ថែមទៀតនៃការបំផ្លាញធនធានធម្មជាតិដោយអកុសល។
ដើម្បីសម្រេចបាននូវគោលដៅទាំងអស់នេះ មធ្យោបាយដ៏ត្រឹមត្រូវគឺត្រូវការជាចាំបាច់ ហើយមធ្យោបាយបែបនេះគឺជាកាតាលីករជាចម្បង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយការស្វែងរកពួកគេគឺមិនងាយស្រួលនោះទេ។ នៅក្នុងដំណើរការនៃការយល់ដឹងអំពីរចនាសម្ព័ន្ធផ្ទៃក្នុងនៃវត្ថុជុំវិញខ្លួនយើង អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានបង្កើតកម្រិតជាក់លាក់មួយ ដែលជាឋានានុក្រមនៃកម្រិតនៃមីក្រូពិភពលោក។ ពិភពលោកដែលបានពិពណ៌នានៅក្នុងសៀវភៅរបស់យើងគឺជាពិភពនៃម៉ូលេគុល ការផ្លាស់ប្តូរទៅវិញទៅមកដែលបង្កើតជាប្រធានបទនៃគីមីវិទ្យា។ យើងនឹងមិនចាប់អារម្មណ៍លើគីមីវិទ្យាទាំងអស់នោះទេ ប៉ុន្តែមានតែផ្នែកមួយប៉ុណ្ណោះដែលឧទ្ទិសដល់ការសិក្សាអំពីសក្ដានុពលនៃការផ្លាស់ប្តូររចនាសម្ព័ន្ធគីមីនៃម៉ូលេគុល។ តាមមើលទៅ មិនចាំបាច់និយាយថា ម៉ូលេគុលត្រូវបានបង្កើតឡើងពីអាតូមទេ ហើយក្រោយមកទៀតត្រូវបានផលិតចេញពីស្នូល និងសំបកអេឡិចត្រុងជុំវិញវា លក្ខណៈ​នៃ​ម៉ូលេគុល​អាស្រ័យ​លើ​លក្ខណៈ​នៃ​អាតូម​ធាតុផ្សំ​របស់​វា និង​លំដាប់​នៃ​ការ​តភ្ជាប់​គ្នា​ទៅ​វិញ​ទៅ​មក លក្ខណៈ​គីមី និង​រូបវន្ត​នៃ​សារធាតុ​អាស្រ័យ​លើ​លក្ខណៈ​នៃ​ម៉ូលេគុល និង​លក្ខណៈ​នៃ​ការ​តភ្ជាប់​គ្នា​របស់​វា។ យើងនឹងសន្មត់ថាអ្វីៗទាំងអស់នេះត្រូវបានគេស្គាល់ជាទូទៅចំពោះអ្នកអាន ដូច្នេះហើយការសង្កត់ធ្ងន់ចម្បងនឹងផ្តោតលើបញ្ហាដែលទាក់ទងនឹងគំនិតនៃអត្រានៃប្រតិកម្មគីមី។
ការផ្លាស់ប្តូរទៅវិញទៅមកនៃម៉ូលេគុលកើតឡើងក្នុងអត្រាខុសគ្នាខ្លាំង។ អត្រាអាចត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរដោយកំដៅឬត្រជាក់ល្បាយនៃម៉ូលេគុលប្រតិកម្ម។ នៅពេលដែលកំដៅ អត្រាប្រតិកម្មជាធម្មតាកើនឡើង ប៉ុន្តែនេះមិនមែនជាមធ្យោបាយតែមួយគត់ក្នុងការពន្លឿនការផ្លាស់ប្តូរគីមីនោះទេ។ មានវិធីសាស្រ្តមួយផ្សេងទៀតដែលមានប្រសិទ្ធភាពជាង - កាតាលីករដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងពេលវេលារបស់យើងក្នុងការផលិតផលិតផលជាច្រើនប្រភេទ។
គំនិតវិទ្យាសាស្ត្រដំបូងបង្អស់អំពីកាតាលីករបានកើតឡើងក្នុងពេលដំណាលគ្នាជាមួយនឹងការវិវត្តនៃទ្រឹស្តីអាតូមិកនៃរចនាសម្ព័ន្ធរូបធាតុ។ នៅឆ្នាំ 1806 មួយឆ្នាំបន្ទាប់ពី Dalton ដែលជាស្ថាបនិកមួយនៃទ្រឹស្តីអាតូមទំនើបបានបង្កើតច្បាប់នៃសមាមាត្រច្រើននៅក្នុង Proceedings of the Manchester Literary and Philosophical Society Clément and Desormes បានបោះពុម្ពទិន្នន័យលម្អិតស្តីពីការបង្កើនល្បឿននៃការកត់សុីនៃស៊ុលហ្វួរីអុកស៊ីតនៅក្នុង វត្តមាននៃអុកស៊ីដអាសូតនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ ការផលិតអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរីក។ ប្រាំមួយឆ្នាំក្រោយមកនៅក្នុងទិនានុប្បវត្តិបច្ចេកវិទ្យា Kirchhoff បានបង្ហាញលទ្ធផលនៃការសង្កេតរបស់គាត់លើឥទ្ធិពលពន្លឿននៃអាស៊ីតសារធាតុរ៉ែដែលពនឺលើអ៊ីដ្រូលីសនៃម្សៅទៅជាគ្លុយកូស។ ការសង្កេតទាំងពីរនេះបានបើកយុគសម័យនៃការសិក្សាពិសោធន៍នៃបាតុភូតគីមីដែលមិនធម្មតាសម្រាប់ពេលនោះ ដែលគីមីវិទូជនជាតិស៊ុយអែត Berzelius បានដាក់ឈ្មោះទូទៅថា "catalysis" នៅឆ្នាំ 1835 ពីពាក្យក្រិក "kataloo" - ដើម្បីបំផ្លាញ។ សរុបមក នេះគឺជាប្រវត្តិនៃការរកឃើញនៃកាតាលីករ ដែលហេតុផលល្អគួរតែត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ថាជាបាតុភូតមូលដ្ឋានមួយនៃធម្មជាតិ។
ឥឡូវនេះយើងគួរតែផ្តល់និយមន័យទំនើប និងទទួលយកជាទូទៅបំផុតនៃកាតាលីករ ហើយបន្ទាប់មកការចាត់ថ្នាក់ទូទៅមួយចំនួននៃដំណើរការកាតាលីករ ចាប់តាំងពីនេះជាកន្លែងដែលវិទ្យាសាស្ត្រពិតប្រាកដចាប់ផ្តើម។ ដូចដែលអ្នកបានដឹងហើយថា "រូបវិទ្យាគឺជាអ្វីដែលអ្នករូបវិទ្យាធ្វើ (ដូចគ្នាអាចត្រូវបាននិយាយអំពីគីមីសាស្ត្រ)" ។ បន្ទាប់ពីការណែនាំនេះពី Bergman មនុស្សម្នាក់អាចបង្ខាំងខ្លួនឯងទៅនឹងសេចក្តីថ្លែងការណ៍ដែលថា "កាតាលីករគឺជាអ្វីដែលទាំងអ្នកគីមីវិទ្យានិងអ្នករូបវិទ្យាធ្វើ" ។ ប៉ុន្តែតាមធម្មជាតិ ការពន្យល់បែបកំប្លែងគឺមិនគ្រប់គ្រាន់ទេ ហើយចាប់តាំងពីសម័យ Berzelius និយមន័យវិទ្យាសាស្ត្រជាច្រើនត្រូវបានផ្តល់ទៅឱ្យគំនិតនៃ "កាតាលីស" ។ តាមគំនិតរបស់យើង និយមន័យដ៏ល្អបំផុតគឺត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយ G.K. Vereskov៖ "តាមបែបបាតុភូត កាតាលីករអាចត្រូវបានកំណត់ថាជាការរំភើបនៃប្រតិកម្មគីមី ឬការផ្លាស់ប្តូរល្បឿនរបស់វាក្រោមឥទ្ធិពលនៃសារធាតុ - កាតាលីករដែលម្តងហើយម្តងទៀតចូលទៅក្នុងអន្តរកម្មគីមីកម្រិតមធ្យមជាមួយអ្នកចូលរួមប្រតិកម្ម និង ស្តារសមាសភាពគីមីរបស់ពួកគេឡើងវិញ បន្ទាប់ពីវដ្តនីមួយៗនៃអន្តរកម្មកម្រិតមធ្យម "
អ្វីដែលចម្លែកបំផុតអំពីនិយមន័យនេះគឺជាផ្នែកចុងក្រោយរបស់វា - សារធាតុដែលបង្កើនល្បឿនដំណើរការគីមីមិនត្រូវបានប្រើប្រាស់ទេ។ ប្រសិនបើវាចាំបាច់ដើម្បីបង្កើនល្បឿនចលនារបស់រាងកាយធ្ងន់វាត្រូវបានរុញហើយដូច្នេះថាមពលត្រូវបានចំណាយលើរឿងនេះ។ ថាមពលកាន់តែច្រើន ល្បឿនដែលរាងកាយទទួលបានកាន់តែច្រើន។ តាមឧត្ដមគតិ បរិមាណថាមពលដែលត្រូវចំណាយនឹងពិតជាស្មើនឹងថាមពល kinetic ដែលទទួលបានដោយរាងកាយ។ នេះបង្ហាញពីច្បាប់ជាមូលដ្ឋាននៃធម្មជាតិ - ការអភិរក្សថាមពល។

តួលេខលេចធ្លោក្នុងគីមីវិទ្យាលើកាតាលីករ

I. Berzelius (1837)៖ “សារធាតុដែលគេស្គាល់ នៅពេលដែលមានទំនាក់ទំនងជាមួយសារធាតុផ្សេងទៀត មានឥទ្ធិពលបែបនេះទៅលើឥទ្ធិពលគីមីដែលកើតឡើងនៅពេលក្រោយ សារធាតុមួយចំនួនត្រូវបានបំផ្លាញ សារធាតុផ្សេងទៀតត្រូវបានបង្កើតឡើងម្តងទៀតដោយគ្មានរាងកាយ ដែលវត្តមានរបស់វាបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរទាំងនេះ។ ការចូលរួមណាមួយ យើងហៅមូលហេតុដែលបង្កើតបាតុភូតទាំងនេះថាជាកម្លាំងកាតាលីករ។

M. Faraday (1840) ។ "បាតុភូតកាតាលីករអាចត្រូវបានពន្យល់ដោយលក្ខណៈសម្បត្តិដែលគេស្គាល់នៃរូបធាតុ ដោយមិនផ្គត់ផ្គង់វាជាមួយនឹងកម្លាំងថ្មីណាមួយឡើយ។"

P. Raschig (1906)៖ "កាតាលីសគឺជាការផ្លាស់ប្តូររចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុលដែលបណ្តាលមកពីកត្តាខាងក្រៅ ដែលបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈគីមី។"

E. Abel (1913)៖ “ខ្ញុំបានសន្និដ្ឋានថា កាតាលីករត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយប្រតិកម្ម និងមិនមែនដោយវត្តមានសារធាតុតែមួយនោះទេ”។

L. Gurvich (1916)៖ "សាកសពដែលដើរតួជាកាតាលីករ ទាក់ទាញម៉ូលេគុលដែលផ្លាស់ទីទៅខ្លួនពួកគេខ្លាំងជាងសាកសពដែលខ្វះសកម្មភាពកាតាលីករ ដោយហេតុនេះការបង្កើនឥទ្ធិពលនៃម៉ូលេគុលប៉ះលើផ្ទៃរបស់វា។"

G.K. Boreskov (1968)៖ “ពេលមួយ កាតាលីករត្រូវបានចាត់ទុកថាជាបាតុភូតដ៏ពិសេស និងអាថ៌កំបាំងបន្តិច ដោយមានច្បាប់ជាក់លាក់ ការបង្ហាញដែលសន្មត់ថានឹងដោះស្រាយបញ្ហាជ្រើសរើសភ្លាមៗតាមទម្រង់ទូទៅ។ ឥឡូវនេះយើងដឹងថានេះមិនមែនដូច្នោះទេ។ Catalysis នៅក្នុងខ្លឹមសាររបស់វាគឺជាបាតុភូតគីមី។ ការផ្លាស់ប្តូរអត្រាប្រតិកម្មក្នុងអំឡុងពេលសកម្មភាពកាតាលីករគឺដោយសារតែអន្តរកម្មគីមីកម្រិតមធ្យមនៃប្រតិកម្មជាមួយកាតាលីករ។

ប្រសិនបើយើងមិនគិតពីការប៉ុនប៉ងមិនបានជោគជ័យរបស់ Berzelius ក្នុងការភ្ជាប់បាតុភូតដែលបានសង្កេតជាមួយនឹងសកម្មភាពនៃ "កម្លាំងកាតាលីករ" ដែលលាក់កំបាំងនោះ ដូចដែលអាចមើលឃើញពីសុន្ទរកថាខាងលើ ការពិភាក្សាគឺភាគច្រើនជុំវិញទិដ្ឋភាពរូបវិទ្យា និងគីមីនៃកាតាលីករ។ អស់រយៈពេលជាយូរមកហើយទ្រឹស្តីថាមពលនៃកាតាលីករគឺមានប្រជាប្រិយភាពជាពិសេសដោយភ្ជាប់ដំណើរការនៃការរំភើបនៃម៉ូលេគុលជាមួយនឹងការធ្វើចំណាកស្រុកដោយថាមពល។ កាតាលីករធ្វើអន្តរកម្មជាមួយម៉ូលេគុលប្រតិកម្ម បង្កើតជាសមាសធាតុកម្រិតមធ្យមមិនស្ថិតស្ថេរ ដែលរលាយដើម្បីបញ្ចេញផលិតផលប្រតិកម្ម និងកាតាលីករមិនផ្លាស់ប្តូរគីមី។ ចំណេះដឹងទំនើបរបស់យើងត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងយ៉ាងល្អបំផុតនៅក្នុងសេចក្តីថ្លែងការណ៍របស់ Boreskov ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយនៅទីនេះ សំណួរកើតឡើង៖ តើកាតាលីករអាចចូលរួមដោយគីមីនៅក្នុងប្រតិកម្ម បង្កើតស្ថានភាពលំនឹងថ្មីបានទេ? ប្រសិនបើនេះជាដូច្នេះមែននោះ គំនិតនៃការចូលរួមគីមីនៃកាតាលីករនឹងប៉ះទង្គិចភ្លាមៗជាមួយនឹងច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពល។ ដើម្បីជៀសវាងបញ្ហានេះអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រត្រូវបានបង្ខំឱ្យទទួលយកហើយបន្ទាប់មកពិសោធន៍បង្ហាញថាកាតាលីករបង្កើនល្បឿនប្រតិកម្មមិនត្រឹមតែឆ្ពោះទៅមុខប៉ុណ្ណោះទេថែមទាំងក្នុងទិសដៅបញ្ច្រាសផងដែរ។ សមាសធាតុទាំងនោះដែលផ្លាស់ប្តូរទាំងអត្រា និងលំនឹងនៃប្រតិកម្មមិនមែនជាកាតាលីករក្នុងន័យតឹងរឹងនៃពាក្យនោះទេ។ វានៅសល់សម្រាប់យើងដើម្បីបន្ថែមថាជាធម្មតានៅក្នុងវត្តមាននៃកាតាលីករមួយមានការបង្កើនល្បឿននៃប្រតិកម្មគីមីហើយបាតុភូតនេះត្រូវបានគេហៅថា "វិជ្ជមាន" កាតាលីករផ្ទុយទៅនឹង "អវិជ្ជមាន" ដែលនៅក្នុងការណែនាំនៃកាតាលីករចូលទៅក្នុងប្រព័ន្ធប្រតិកម្មបណ្តាលឱ្យ ការថយចុះនៃអត្រា។ និយាយយ៉ាងតឹងរឹង កាតាលីករតែងតែបង្កើនអត្រានៃប្រតិកម្ម ប៉ុន្តែជួនកាលការបង្កើនល្បឿននៃដំណាក់កាលមួយ (ឧទាហរណ៍ ការកើតឡើងនៃផ្លូវកាត់ខ្សែសង្វាក់ថ្មី) នាំទៅរកការរារាំងប្រតិកម្មគីមីដែលគេសង្កេតឃើញ។

យើងនឹងពិចារណាតែកាតាលីករវិជ្ជមានប៉ុណ្ណោះ ដែលជាធម្មតាត្រូវបានបែងចែកជាប្រភេទដូចខាងក្រោមៈ

ក) ភាពដូចគ្នា នៅពេលដែលល្បាយប្រតិកម្ម និងកាតាលីករស្ថិតក្នុងសភាពរាវ ឬឧស្ម័ន។ ខ) តំណពូជ - កាតាលីករស្ថិតនៅក្នុងទម្រង់នៃសារធាតុរឹង ហើយសមាសធាតុប្រតិកម្មគឺស្ថិតនៅក្នុងទម្រង់ជាដំណោះស្រាយ ឬល្បាយឧស្ម័ន។ (នេះគឺជាប្រភេទកាតាលីករទូទៅបំផុត ដែលត្រូវបានអនុវត្តនៅចំនុចប្រទាក់រវាងដំណាក់កាលពីរ។ (កាតាលីស្យូមអង់ស៊ីមអាចមានលក្ខណៈដូចគ្នា ឬតំណពូជ ប៉ុន្តែដោយសារលក្ខណៈជាក់លាក់នៃសកម្មភាពរបស់អង់ស៊ីម វាត្រូវបានគេណែនាំឱ្យបំបែកកាតាលីសប្រភេទនេះទៅជាតំបន់ឯករាជ្យ។) កាតាលីករដូចគ្នា

ក្នុងចំណោមប្រតិកម្មកាតាលីករជាច្រើន កាតាលីករកាន់កាប់កន្លែងពិសេសមួយនៅក្នុងប្រតិកម្មសង្វាក់។ "ប្រតិកម្មសង្វាក់ ដូចដែលគេដឹងហើយ គឺជាដំណើរការគីមី និងរូបវន្តដែលការបង្កើតភាគល្អិតសកម្មមួយចំនួន (មជ្ឈមណ្ឌលសកម្ម) នៅក្នុងសារធាតុមួយ ឬនៅក្នុងល្បាយនៃសារធាតុនាំឱ្យការពិតដែលថា ភាគល្អិតសកម្មនីមួយៗបណ្តាលឱ្យមានស៊េរីទាំងមូល ( ខ្សែសង្វាក់) នៃការផ្លាស់ប្តូរជាបន្តបន្ទាប់នៃសារធាតុ” ( Emanuel, 1957) ។

យន្តការសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍនៃដំណើរការនេះគឺអាចធ្វើទៅបានដោយសារតែការពិតដែលថាភាគល្អិតសកម្មមានអន្តរកម្មជាមួយសារធាតុបង្កើតមិនត្រឹមតែផលិតផលប្រតិកម្មប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែក៏ជាភាគល្អិតសកម្មថ្មី (មួយ, ពីរឬច្រើន) ដែលមានសមត្ថភាពនៃប្រតិកម្មថ្មីនៃការបំប្លែង។ សារធាតុ។ល។ ការបំប្លែងខ្សែសង្វាក់លទ្ធផលនៃសារធាតុបន្តរហូតដល់ភាគល្អិតសកម្មបាត់ពីប្រព័ន្ធ (“ការស្លាប់” នៃភាគល្អិតសកម្ម និងការដាច់សង្វាក់កើតឡើង)។ ដំណាក់កាលដ៏លំបាកបំផុតក្នុងករណីនេះគឺការ nucleation នៃភាគល្អិតសកម្ម (ឧទាហរណ៍ រ៉ាឌីកាល់សេរី) ប៉ុន្តែបន្ទាប់ពីការ nucleation ខ្សែសង្វាក់នៃការផ្លាស់ប្តូរកើតឡើងយ៉ាងងាយស្រួល។ ប្រតិកម្មសង្វាក់គឺរីករាលដាលនៅក្នុងធម្មជាតិ។ ប៉ូលីមឺរីសៀ ក្លរីន អុកស៊ីតកម្ម និងដំណើរការគីមីជាច្រើនទៀត ដើរតាមខ្សែសង្វាក់ ឬជាយន្តការខ្សែសង្វាក់រ៉ាឌីកាល់ (ដោយមានការចូលរួមពីរ៉ាឌីកាល់)។ យន្តការនៃការកត់សុីនៃសមាសធាតុសរីរាង្គ (ក្នុងដំណាក់កាលដំបូង) ឥឡូវនេះត្រូវបានបង្កើតឡើងយ៉ាងម៉ត់ចត់។ ប្រសិនបើយើងសម្គាល់សារធាតុអុកស៊ីតកម្ម R-H (ដែល H គឺជាអាតូមអ៊ីដ្រូសែនដែលមានកម្លាំងចំណងទាបបំផុតជាមួយនឹងម៉ូលេគុល R ដែលនៅសល់) នោះយន្តការនេះអាចត្រូវបានសរសេរក្នុងទម្រង់ដូចខាងក្រោមៈ

កាតាលីករ ដូចជាសមាសធាតុនៃលោហធាតុ valence អថេរអាចមានឥទ្ធិពលលើដំណាក់កាលណាមួយនៃដំណើរការដែលបានពិចារណា។ ឥឡូវនេះ ចូរយើងរស់នៅលើតួនាទីរបស់កាតាលីករនៅក្នុងដំណើរការនៃ degenerate chain branching។ អន្តរកម្មនៃអ៊ីដ្រូពែរអុកស៊ីតជាមួយលោហៈអាចនាំឱ្យមានការបង្កើនល្បឿន និងការទប់ស្កាត់ប្រតិកម្មអុកស៊ីតកម្មនៃសារធាតុសរីរាង្គដោយសមាសធាតុដែកនៃ valence ប្រែប្រួលអាស្រ័យលើធម្មជាតិនៃផលិតផលដែលបានបង្កើតឡើងកំឡុងពេល decomposition នៃ hydroperoxide ។ សមាសធាតុលោហធាតុបង្កើតបានជាស្មុគ្រស្មាញជាមួយអ៊ីដ្រូពែរអុកស៊ីត ដែលបំបែកនៅក្នុង "ទ្រុង" នៃសារធាតុរំលាយ ប្រសិនបើរ៉ាឌីកាល់ដែលបង្កើតឡើងកំឡុងពេល decomposition នៃស្មុគ្រស្មាញអាចចាកចេញពីកោសិកា នោះពួកវាចាប់ផ្តើមដំណើរការ (កាតាលីករវិជ្ជមាន)។ ប្រសិនបើរ៉ាឌីកាល់ទាំងនេះមិនមានពេលវេលាដើម្បីចាកចេញ និងបញ្ចូលក្នុងកោសិកាឡើងវិញទៅជាផលិតផលអសកម្មម៉ូលេគុលទេ នោះវានឹងនាំទៅរកការយឺតយ៉ាវនៃដំណើរការខ្សែសង្វាក់រ៉ាឌីកាល់ (កាតាលីករអវិជ្ជមាន) ចាប់តាំងពីក្នុងករណីនេះ hydroperoxide ដែលជាអ្នកផ្គត់ផ្គង់សក្តានុពលនៃរ៉ាឌីកាល់ថ្មីគឺ ខ្ជះខ្ជាយ។

រហូតមកដល់ពេលនេះយើងបានពិចារណាតែដំណាក់កាលរាក់នៃដំណើរការអុកស៊ីតកម្ម; នៅដំណាក់កាលកាន់តែស៊ីជម្រៅ ឧទាហរណ៍ក្នុងករណីអុកស៊ីតកម្មនៃអ៊ីដ្រូកាបូន អាស៊ីត អាល់កុល ketones aldehydes ត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលអាចប្រតិកម្មជាមួយកាតាលីករ និងបម្រើជាប្រភពបន្ថែមនៃរ៉ាឌីកាល់សេរីក្នុងប្រតិកម្ម ពោលគឺក្នុងករណីនេះនៅទីនោះ។ នឹងត្រូវបានបន្ថែម degenerate ខ្សែសង្វាក់សាខា។

កាតាលីករខុសប្រក្រតី

ជាអកុសល រហូតមកដល់ពេលនេះ ទោះបីជាទ្រឹស្តី និងសម្មតិកម្មមួយចំនួនធំក្នុងវិស័យកាតាលីករក៏ដោយ ការរកឃើញជាមូលដ្ឋានជាច្រើនត្រូវបានធ្វើឡើងដោយចៃដន្យ ឬជាលទ្ធផលនៃវិធីសាស្រ្តជាក់ស្តែងសាមញ្ញមួយ។ ដូចដែលអ្នកបានដឹងហើយថាសារធាតុបារតសម្រាប់ស៊ុលហ្វាតអ៊ីដ្រូកាបូនក្រអូបត្រូវបានរកឃើញដោយអចេតនាដោយ M.A. Ilyinsky ដែលបានបំបែកទែម៉ូម៉ែត្របារតដោយចៃដន្យ៖ បារតចូលទៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រ ហើយប្រតិកម្មបានចាប់ផ្តើម។ តាមរបៀបស្រដៀងគ្នានេះ កាតាលីករ Ziegler ដ៏ល្បីដែលនៅពេលមួយបានបើកយុគសម័យថ្មីក្នុងដំណើរការវត្ថុធាតុ polymerization ត្រូវបានរកឃើញ។ តាមធម្មជាតិ ផ្លូវនៃការអភិវឌ្ឍន៍នៃគោលលទ្ធិនៃកាតាលីករនេះមិនត្រូវគ្នាទៅនឹងកម្រិតវិទ្យាសាស្ត្រទំនើបទេ ហើយនេះពន្យល់អំពីការកើនឡើងនៃចំណាប់អារម្មណ៍ក្នុងការសិក្សានៃដំណាក់កាលបឋមនៃដំណើរការនៅក្នុងប្រតិកម្មកាតាលីករច្រើនប្រភេទ។ ការសិក្សាទាំងនេះគឺជាបុព្វហេតុនៃការបង្កើតមូលដ្ឋានវិទ្យាសាស្ត្រយ៉ាងតឹងរ៉ឹងសម្រាប់ការជ្រើសរើសកាតាលីករដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។ ក្នុងករណីជាច្រើន តួនាទីរបស់កាតាលីករខុសធម្មតាក្នុងដំណើរការអុកស៊ីតកម្មត្រូវបានកាត់បន្ថយទៅជាការស្រូបយកសារធាតុសរីរាង្គ និងអុកស៊ីហ៊្សែនជាមួយនឹងការបង្កើតស្មុគស្មាញ adsorbed នៃសារធាតុទាំងនេះនៅលើផ្ទៃកាតាលីករ។ ស្មុគ្រស្មាញនេះបន្ធូរចំណងនៃសមាសធាតុ និងធ្វើឱ្យពួកគេមានប្រតិកម្មកាន់តែច្រើន។ ក្នុងករណីខ្លះ កាតាលីករ adsorbs សមាសភាគតែមួយគត់ ដែលបំបែកទៅជារ៉ាឌីកាល់។ ឧទហរណ៍ propylene នៅលើ cuprous oxide dissociates ដើម្បីបង្កើតជារ៉ាឌីកាល់ allylic ដែលបន្ទាប់មកងាយនឹងប្រតិកម្មជាមួយនឹងអុកស៊ីសែន។ វាបានប្រែក្លាយថាសកម្មភាពកាតាលីករនៃលោហធាតុនៃ valence អថេរភាគច្រើនអាស្រ័យលើការបំពេញ d-orbitals នៅក្នុង cations នៃអុកស៊ីដលោហៈ។

យោងតាមសកម្មភាពកាតាលីករក្នុងប្រតិកម្ម decomposition នៃ hydroperoxides ជាច្រើន សមាសធាតុលោហៈត្រូវបានរៀបចំតាមលំដាប់ដូចខាងក្រោមៈ

យើងបានពិចារណាពីវិធីមួយដែលអាចធ្វើទៅបានដើម្បីចាប់ផ្តើមដំណើរការ - អន្តរកម្មនៃអ៊ីដ្រូភឺអុកស៊ីតជាមួយកាតាលីករ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅក្នុងករណីនៃការកត់សុី ប្រតិកម្មនៃការចាប់ផ្តើមខ្សែសង្វាក់តំណពូជអាចកើតឡើងទាំងតាមរយៈការបំបែកទៅជារ៉ាឌីកាល់ hydroperoxide និងតាមរយៈអន្តរកម្មនៃអ៊ីដ្រូកាបូនជាមួយអុកស៊ីហ៊្សែនដែលត្រូវបានធ្វើឱ្យសកម្មដោយផ្ទៃកាតាលីករ។ ការចាប់ផ្តើមនៃខ្សែសង្វាក់អាចបណ្តាលមកពីការចូលរួមនៃទម្រង់ចោទប្រកាន់នៃសមាសធាតុសរីរាង្គ RH + ដែលបង្កើតឡើងកំឡុងពេលអន្តរកម្មនៃ RH ជាមួយកាតាលីករ។ នេះ​ជា​ករណី​ដែល​មាន​កាតាលីករ​ក្នុង​ការ​ចាប់​ផ្តើម​សង្វាក់ (ការ​បង្កើត​នុយក្លេអ៊ែរ និង​ការ​បែក​សាខា)។ តួនាទីរបស់កាតាលីករខុសប្រក្រតីនៅក្នុងប្រតិកម្មបន្តខ្សែសង្វាក់ត្រូវបានបញ្ជាក់យ៉ាងច្បាស់ដោយការផ្លាស់ប្តូរអត្រា និងទិសដៅនៃ isomerization នៃរ៉ាឌីកាល់ peroxide ។

កាតាលីករក្នុងជីវគីមី

កាតាលីករអង់ស៊ីមត្រូវបានភ្ជាប់ដោយ inextricably ជាមួយសកម្មភាពជីវិតរបស់សារពាង្គកាយរុក្ខជាតិ និងសត្វ។ ប្រតិកម្មគីមីសំខាន់ៗជាច្រើនដែលកើតឡើងក្នុងកោសិកាមួយ (ដូចមួយម៉ឺន) ត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយសារធាតុសរីរាង្គពិសេសហៅថា អង់ស៊ីម ឬអង់ស៊ីម។ ពាក្យថា "ពិសេស" មិនគួរត្រូវបានយកចិត្តទុកដាក់ឡើយ ព្រោះវាត្រូវបានគេដឹងរួចហើយថា អង់ស៊ីមទាំងនេះត្រូវបានផលិតចេញពីអ្វី។ ធម្មជាតិបានជ្រើសរើសសម្រាប់គោលបំណងនេះ សម្ភារៈសំណង់តែមួយ - អាស៊ីតអាមីណូ ហើយភ្ជាប់ពួកវាទៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ polypeptide នៃប្រវែងផ្សេងៗគ្នា និងតាមលំដាប់ផ្សេងៗគ្នា។

នេះគឺជាអ្វីដែលគេហៅថារចនាសម្ព័ន្ធចម្បងនៃអង់ស៊ីមដែល R គឺជាសំណល់ចំហៀង ឬក្រុមប្រូតេអ៊ីនដែលមានមុខងារសំខាន់បំផុត ដែលអាចដើរតួជាមជ្ឈមណ្ឌលសកម្មនៃអង់ស៊ីម។ ក្រុមចំហៀងទាំងនេះទទួលបន្ទុកសំខាន់ក្នុងអំឡុងពេលប្រតិបត្តិការនៃអង់ស៊ីមខណៈពេលដែលខ្សែសង្វាក់ peptide ដើរតួជាគ្រោងឆ្អឹង។ យោងតាមគំរូរចនាសម្ព័ន្ធ Pauling-Corey វាត្រូវបានបត់ចូលទៅក្នុង helix ដែលនៅក្នុងស្ថានភាពធម្មតាត្រូវបានធ្វើឱ្យមានស្ថេរភាពដោយចំណងអ៊ីដ្រូសែនរវាងមជ្ឈមណ្ឌលអាស៊ីតនិងមូលដ្ឋាន:

សម្រាប់អង់ស៊ីមមួយចំនួន សមាសធាតុអាស៊ីតអាមីណូពេញលេញ និងលំដាប់នៃទីតាំងរបស់ពួកគេនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ ក៏ដូចជារចនាសម្ព័ន្ធលំហដ៏ស្មុគស្មាញត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ប៉ុន្តែជារឿយៗនេះនៅតែមិនអាចជួយយើងឆ្លើយសំណួរសំខាន់ពីរ៖ 1) ហេតុអ្វីបានជាអង់ស៊ីមជ្រើសរើសដូច្នេះ ហើយបង្កើនល្បឿននៃការផ្លាស់ប្តូរគីមីនៃម៉ូលេគុលនៃរចនាសម្ព័ន្ធដែលបានកំណត់ត្រឹមត្រូវ (ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរចំពោះយើង); 2) របៀបដែលអង់ស៊ីមកាត់បន្ថយរបាំងថាមពល ពោលគឺជ្រើសរើសផ្លូវដែលអំណោយផលជាងនេះ ដើម្បីឱ្យប្រតិកម្មអាចដំណើរការនៅសីតុណ្ហភាពធម្មតា។

ការជ្រើសរើសដ៏តឹងរ៉ឹង និងល្បឿនលឿន គឺជាលក្ខណៈសំខាន់ពីរនៃកាតាលីករអង់ស៊ីម ដែលបែងចែកវាពីកាតាលីករក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ និងឧស្សាហកម្ម។ គ្មានកាតាលីករដែលផលិតដោយមនុស្សទេ (លើកលែងតែ 2-hydroxypyridine) អាចប្រៀបធៀបជាមួយនឹងអង់ស៊ីមក្នុងកម្លាំង និងការជ្រើសរើសនៃសកម្មភាពរបស់ពួកគេលើម៉ូលេគុលសរីរាង្គ។ សកម្មភាពរបស់អង់ស៊ីមមួយ ដូចជាកាតាលីករដទៃទៀត អាស្រ័យទៅលើសីតុណ្ហភាពផងដែរ៖ ជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាព អត្រានៃប្រតិកម្មអង់ស៊ីមក៏កើនឡើងផងដែរ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ការយកចិត្តទុកដាក់ត្រូវបានទាញទៅលើការថយចុះយ៉ាងខ្លាំងនៃថាមពលសកម្ម E បើប្រៀបធៀបទៅនឹងប្រតិកម្មដែលមិនមានកាតាលីករ។ ពិត នេះមិនតែងតែកើតឡើងទេ។ មានករណីជាច្រើនដែលល្បឿនកើនឡើងដោយសារតែការកើនឡើងនៃកត្តាមុននិទស្សន្តឯករាជ្យនៃសីតុណ្ហភាពនៅក្នុងសមីការ Arrhenius ។

លំនឹង

លំនឹងគីមី

ថាមពលឥតគិតថ្លៃ

តំណភ្ជាប់

គីមីវិទ្យា និងកាតាលីករ បង្រៀនដោយ A.A. Kubasov, PhD in Chemistry ។ n, សាស្រ្តាចារ្យរងនៃនាយកដ្ឋានគីមីវិទ្យា, មហាវិទ្យាល័យគីមីវិទ្យា, សាកលវិទ្យាល័យរដ្ឋម៉ូស្គូ។

សូម​មើល​ផង​ដែរ

• ទ្រឹស្តីនៃការប៉ះទង្គិច
• ទ្រឹស្តីនៃការផ្លាស់ប្តូររដ្ឋ

មូលនិធិវិគីមេឌា។ ឆ្នាំ ២០១០។

សូមមើលអ្វីដែល "គីមីវិទ្យា" មាននៅក្នុងវចនានុក្រមផ្សេងទៀត៖

សាខានៃគីមីវិទ្យារូបវិទ្យា ការសិក្សាអំពីអត្រា និងយន្តការនៃប្រតិកម្មគីមី។ kinetics គីមីគឺជាមូលដ្ឋានវិទ្យាសាស្ត្រសម្រាប់បង្កើតថ្មី និងកែលម្អដំណើរការដែលមានស្រាប់នៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាគីមី។ វិធីសាស្រ្ត kinetics គីមីត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងជីវវិទ្យា និង ...... វចនានុក្រមសព្វវចនាធិប្បាយធំ

វាលរាងកាយ គីមីវិទ្យា ដែលពួកគេសិក្សាពីយន្តការ និងល្បឿននៃគីមីវិទ្យា។ ប្រតិកម្ម។ K. x. រួមបញ្ចូលទាំងបីសំខាន់ កិច្ចការ៖ សិក្សាលំនាំនៃលំហូរគីមី។ ប្រតិកម្មតាមពេលវេលា និងការពឹងផ្អែកនៃអត្រារបស់វាទៅលើកំហាប់នៃសារធាតុប្រតិកម្ម សីតុណ្ហភាព និងកត្តាផ្សេងៗទៀត ...... សព្វវចនាធិប្បាយរូបវិទ្យា

គីមីវិទ្យា- (ពីចលនា kinesis ក្រិក) ដែលជានាយកដ្ឋានគីមីវិទ្យា ឧទ្ទិសដល់ការសិក្សាច្បាប់គីមីវិទ្យា។ ប្រតិកម្ម។ សារធាតុគីមីជាច្រើនប្រភេទអាចត្រូវបានសម្គាល់។ អន្តរកម្ម និងជាដំបូងនៃការទាំងអស់ដើម្បីបែងចែកប្រតិកម្មដែលកើតឡើងនៅក្នុងមជ្ឈដ្ឋានដូចគ្នា (ដូចគ្នា) ពីប្រតិកម្ម...... សព្វវចនាធិប្បាយវេជ្ជសាស្ត្រដ៏អស្ចារ្យ

គីមីវិទ្យា- - សាខានៃគីមីសាស្ត្ររូបវន្តដែលសិក្សាអំពីអត្រា និងយន្តការនៃប្រតិកម្មគីមី លំនាំនៃការផ្លាស់ប្តូរតាមពេលវេលានៅក្នុងការប្រមូលផ្តុំនៃសមាសធាតុដំបូង មធ្យម និងផលិតផលចុងក្រោយនៃប្រតិកម្មដែលបានពិពណ៌នាដោយខ្សែកោង kinetic ។ [Usherov ...... សព្វវចនាធិប្បាយនៃពាក្យ និយមន័យ និងការពន្យល់អំពីសម្ភារសំណង់

ផ្នែកគីមីវិទ្យា; ការសិក្សាអំពីអត្រា និងយន្តការនៃប្រតិកម្មគីមី។ kinetics គីមីគឺជាមូលដ្ឋានវិទ្យាសាស្ត្រសម្រាប់បង្កើតថ្មី និងកែលម្អដំណើរការដែលមានស្រាប់នៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាគីមី។ វិធីសាស្រ្ត kinetics គីមីត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងជីវវិទ្យា និង... វចនានុក្រមសព្វវចនាធិប្បាយ

Kinetics នៃប្រតិកម្មគីមី ការសិក្សាអំពីដំណើរការគីមី ច្បាប់នៃការកើតឡើងរបស់ពួកគេនៅក្នុងពេលវេលា ល្បឿន និងយន្តការ។ ផ្នែកសំខាន់បំផុតនៃគីមីវិទ្យាទំនើប និងវិទ្យាសាស្ត្រគីមីត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការសិក្សាអំពីគីនីទិចនៃប្រតិកម្មគីមី ...... សព្វវចនាធិប្បាយសូវៀតដ៏អស្ចារ្យ

- (មកពីភាសាក្រិច kinetikos ផ្លាស់ទី) ផ្នែករាងកាយ។ គីមីវិទ្យា, សិក្សាគីមីវិទ្យា។ ការបែងចែកជាដំណើរការដែលកើតឡើងតាមពេលវេលា យន្តការនៃដំណើរការនេះ ការពឹងផ្អែកលើលក្ខខណ្ឌនៃការអនុវត្ត។ K. x. បង្កើតគំរូបណ្តោះអាសន្ននៃលំហូរគីមី។ ការលើកឡើង, …… សព្វវចនាធិប្បាយគីមី

គោលលទ្ធិនៃល្បឿននិងយន្តការ (សរុបនិងលំដាប់នៃដំណាក់កាល) នៃគីមីវិទ្យា។ ប្រតិកម្ម; ផ្នែកគីមីវិទ្យា។ Chem. ល្បឿន ប្រតិកម្ម​ក្នុង​ប្រព័ន្ធ​បិទ​គឺ​ត្រូវ​បាន​កំណត់​ដោយ​ការ​ផ្លាស់​ប្តូរ​នៃ​កំហាប់​នៃ​ម៉ូលេគុល​ដំបូង មធ្យម ឬ​ចុងក្រោយ (ម៉ូលេគុល ... វចនានុក្រមពហុបច្ចេកទេស សព្វវចនាធិប្បាយធំ

គីមីវិទ្យា -នេះគឺជាសាខានៃគីមីវិទ្យាដែលសិក្សាពីអត្រានៃប្រតិកម្ម និងឥទ្ធិពលនៃកត្តាផ្សេងៗលើពួកវា។

នៅក្នុងដំណើរការដូចគ្នា (ដំណាក់កាលតែមួយ) ប្រតិកម្មកើតឡើងទូទាំងបរិមាណទាំងមូលនៃប្រព័ន្ធ ហើយអត្រារបស់វាត្រូវបានកំណត់ដោយការផ្លាស់ប្តូរកំហាប់នៃសារធាតុប្រតិកម្ម ឬផលិតផលណាមួយក្នុងមួយឯកតាពេលវេលា។ បែងចែករវាងល្បឿនមធ្យម vср = ±ΔС/Δt ដែល ΔC គឺជាការផ្លាស់ប្តូរកំហាប់ម៉ូលេគុលក្នុងរយៈពេល Δt និងល្បឿនពិតនៅពេល t ដែលជាដេរីវេនៃកំហាប់តាមពេលវេលា៖ v= ±dС/dt ។

អត្រានៃប្រតិកម្មជាក់លាក់នីមួយៗក្នុងអវត្តមាននៃកាតាលីករគឺអាស្រ័យលើកំហាប់នៃសារធាតុ reagents និងលើសីតុណ្ហភាព។ . អត្រា​នៃ​ប្រតិកម្ម​ខុស​គ្នា​ដែល​កើត​ឡើង​នៅ​ចំណុច​ប្រទាក់​ក៏​អាស្រ័យ​លើ​ទំហំ​ផ្ទៃ​នេះ​ដែរ។

ឥទ្ធិពលនៃការប្រមូលផ្តុំ reagent លើអត្រាប្រតិកម្មត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយច្បាប់នៃម៉ាស់ដែលមានប្រសិទ្ធភាព៖ នៅសីតុណ្ហភាពថេរ អត្រាប្រតិកម្មគឺសមាមាត្រទៅនឹងផលិតផលនៃការប្រមូលផ្តុំនៃប្រតិកម្មនៅក្នុងអំណាចស្មើនឹងមេគុណ stoichiometric ។

សម្រាប់ប្រតិកម្ម aA + bB = cC + dD កន្សោមគណិតវិទ្យាសម្រាប់ច្បាប់នៃសកម្មភាពម៉ាស់ ហៅថា សមីការ kinetic នៃប្រតិកម្ម, ត្រូវបានសរសេរ៖ v= kС A a С B b, កន្លែងណា k — មេគុណសមាមាត្រ ហៅថាល្បឿនថេរ C A និង C Bគឺ​ជា​កំហាប់​ម៉ូលេគុល​នៃ​សារធាតុ​ប្រតិកម្ម a និង b គឺជា​មេគុណ stoichiometric របស់​ពួកគេ។ ផលបូកនៃនិទស្សន្តនៅក្នុងសមីការ kinetic ត្រូវបានគេហៅថាលំដាប់នៃប្រតិកម្ម។ នៅក្នុងប្រតិកម្មពហុដំណាក់កាល លំដាប់ប្រតិកម្មអាចជាប្រភាគ ប៉ុន្តែមិនលើសពី 3 ។

នៅក្នុងសមីការប្រតិកម្ម kinetic ការប្រមូលផ្តុំសារធាតុនៅក្នុងរដ្ឋ condensedដោយសារតែភាពប្រែប្រួលរបស់ពួកគេ ពួកគេមិនត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញទេ។ ការប្រមូលផ្តុំថេរទាំងនេះត្រូវបានរួមបញ្ចូលជាសមាសធាតុនៅក្នុងអត្រាថេរ។

យន្តការប្រតិកម្មត្រូវបានគេហៅថាសំណុំនៃដំណាក់កាលនៃប្រតិកម្មគីមី ដែលជាលទ្ធផលដែលសារធាតុដំបូងត្រូវបានបំប្លែងទៅជាដំណាក់កាលចុងក្រោយ។ ប្រតិកម្មអាចជាដំណាក់កាលតែមួយ ឬច្រើនដំណាក់កាល។ អត្រានៃប្រតិកម្មត្រូវបានកំណត់ដោយអត្រានៃដំណាក់កាលយឺតបំផុតរបស់វា (ដំណាក់កាលកំណត់)។

បែងចែក ដូចគ្នានិង ខុសគ្នាប្រតិកម្មគីមី។ ប្រតិកម្មដែលកើតឡើងនៅក្នុងប្រព័ន្ធតែមួយដំណាក់កាល (ដូចគ្នា) ឧទាហរណ៍ រាវ ឬឧស្ម័ន ត្រូវបានគេហៅថា ដូចគ្នា. ប្រតិកម្មបែបនេះកើតឡើងនៅទូទាំងបរិមាណទាំងមូលនៃប្រព័ន្ធ។ ប្រតិកម្ម​ដែល​កើត​ឡើង​ក្នុង​ប្រព័ន្ធ​ពហុ​ហ្វា​ស (មាន​ពីរ​ដំណាក់កាល​ឬ​ច្រើន​ដូច​ជា​ដំណាក់កាល​ហ្គាស និង​ដំណាក់កាល​រឹង​) ត្រូវបានគេហៅថា ខុសគ្នា. ប្រតិកម្មបែបនេះកើតឡើងតែត្រង់ចំណុចប្រទាក់ប៉ុណ្ណោះ។ អត្រានៃប្រតិកម្មខុសធម្មតាត្រូវបានកំណត់ដោយការផ្លាស់ប្តូរកំហាប់នៃប្រតិកម្មក្នុងមួយឯកតាផ្ទៃក្នុងមួយឯកតាពេលវេលា។

ម៉ូលេគុលនៃប្រតិកម្មគឺជាចំនួននៃភាគល្អិតដែលចូលរួមក្នុងសកម្មភាពបឋមនៃអន្តរកម្មគីមី។ នៅក្នុងប្រតិកម្មពិត ម៉ូលេគុលអាចស្មើនឹង 1, 2, 3។ នៅក្នុងប្រតិកម្មសាមញ្ញដែលកើតឡើងក្នុងដំណាក់កាលមួយ លំដាប់ត្រូវគ្នានឹងម៉ូលេគុល។ ច្បាប់នៃសកម្មភាពដ៏ធំមានសុពលភាពសម្រាប់ប្រតិកម្មសាមញ្ញ។ ក្នុងករណីប្រតិកម្មស្មុគ្រស្មាញកើតឡើងក្នុងដំណាក់កាលជាច្រើន ច្បាប់អនុវត្តចំពោះប្រតិកម្មបុគ្គលណាមួយ ប៉ុន្តែមិនមែនចំពោះផលបូករបស់វានោះទេ។

ការពឹងផ្អែកនៃអត្រាប្រតិកម្មលើសីតុណ្ហភាពត្រូវបានពន្យល់ដោយការពិតដែលថា ដូចដែលបានកត់សម្គាល់រួចមកហើយ អត្រាប្រតិកម្មអាស្រ័យលើចំនួននៃការប៉ះទង្គិចនៃភាគល្អិត (អាតូម ម៉ូលេគុល អ៊ីយ៉ុង) ដែលចូលរួមក្នុងប្រតិកម្ម។ ប៉ុន្តែមិនមែនរាល់ការប៉ះទង្គិចគ្នានាំទៅរកអន្តរកម្មគីមីនោះទេ។ ដើម្បីឱ្យប្រតិកម្មកើតឡើង ភាគល្អិតត្រូវតែមានថាមពលលើសជាក់លាក់ (បើធៀបនឹងតម្លៃមធ្យម) ដែលហៅថា ថាមពលធ្វើឱ្យសកម្ម(អ៊ី A) ។ សីតុណ្ហភាពកាន់តែខ្ពស់ ភាគល្អិតកាន់តែច្រើនមានថាមពលធំជាង ឬស្មើនឹង E A. ដូច្នេះ អត្រាប្រតិកម្មកើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាព។ អត្រាថេរនៃប្រតិកម្មគីមីត្រូវបានកំណត់ដោយចំនួននៃការប៉ះទង្គិចដែលមានប្រសិទ្ធភាពពោលគឺឧ។ ចំនួនម៉ូលេគុលសកម្មដែលអាចចូលទៅក្នុងប្រតិកម្មគីមី។ ការពឹងផ្អែកនៃអត្រាប្រតិកម្មថេរលើសីតុណ្ហភាព និងថាមពលសកម្មត្រូវបានបង្ហាញជា សមីការ Arrhenius :

កន្លែងណា k- អត្រាប្រតិកម្មថេរ, Z - ថេរ, ហៅថាកត្តាស្តេរិចនិងអាស្រ័យលើចំនួននៃការប៉ះទង្គិចដែលនាំឱ្យមានប្រតិកម្ម; e - មូលដ្ឋាននៃលោការីតធម្មជាតិ (e = 2.7183...); - ថាមពលធ្វើឱ្យសកម្ម, J / mol; R - ថេរឧស្ម័ន (R = 8.314 J/K mol), ធ- សីតុណ្ហភាព, K ។

លំនឹងគីមីត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងប្រតិកម្មបញ្ច្រាស -នៅក្នុងប្រតិកម្មដែលអាចកើតឡើងទាំងក្នុងទិសដៅទៅមុខ និងបញ្ច្រាស។ ប្រសិនបើប្រតិកម្ម aA + bB ↔ cC + dD) អាចត្រឡប់វិញបាន នោះមានន័យថា សារធាតុប្រតិកម្ម A និង B អាចបំប្លែងទៅជាផលិតផល C និង D (ប្រតិកម្មផ្ទាល់) ហើយផលិតផល C និង D អាចធ្វើប្រតិកម្មជាមួយនីមួយៗ។ ផ្សេងទៀត បង្កើតជាសារធាតុដើម A និង B (ប្រតិកម្មបញ្ច្រាស)។

លក្ខខណ្ឌទែរម៉ូឌីណាមិកសម្រាប់លំនឹងគីមីគឺជាភាពថេរនៃថាមពល Gibbs នៃប្រតិកម្មពោលគឺឧ។ r G = 0 ហើយលក្ខខណ្ឌលំនឹង kinetic គឺជាសមភាពនៃអត្រានៃការទៅមុខ (v 1) និងប្រតិកម្មបញ្ច្រាស (v 2)៖ v 1 = v 2 ។

ដោយសារនៅក្នុងស្ថានភាពនៃលំនឹងគីមី ទាំងប្រតិកម្មទៅមុខ និងបញ្ច្រាសដំណើរការក្នុងអត្រាដូចគ្នា ការប្រមូលផ្តុំនៃប្រតិកម្ម និងផលិតផលមិនផ្លាស់ប្តូរតាមពេលវេលាទេ។ ទាំងនេះ ការប្រមូលផ្តុំដែលមិនផ្លាស់ប្តូរតាមពេលវេលាត្រូវបានគេហៅថាលំនឹង។ ការប្រមូលផ្តុំលំនឹង ផ្ទុយទៅនឹងកំហាប់គ្មានលំនឹងដែលផ្លាស់ប្តូរកំឡុងពេលប្រតិកម្ម ជាធម្មតាត្រូវបានកំណត់ក្នុងវិធីពិសេសមួយ ពោលគឺតាមរូបមន្តនៃសារធាតុដែលរុំព័ទ្ធក្នុងតង្កៀបការ៉េ។ ឧទាហរណ៍ ធាតុ [H 2] មានន័យថាយើងកំពុងនិយាយអំពីកំហាប់លំនឹងនៃអ៊ីដ្រូសែន និងអាម៉ូញាក់។

នៅសីតុណ្ហភាពដែលបានកំណត់ សមាមាត្រនៃការប្រមូលផ្តុំលំនឹងនៃប្រតិកម្ម និងផលិតផលគឺជាតម្លៃថេរ និងលក្ខណៈនៃប្រតិកម្មនីមួយៗ។ ទំនាក់ទំនងនេះត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈបរិមាណដោយតម្លៃនៃលំនឹងគីមីថេរ Kc ដែលស្មើនឹងសមាមាត្រនៃផលិតផលនៃការប្រមូលផ្តុំលំនឹងនៃផលិតផលទៅនឹងផលិតផលនៃកំហាប់លំនឹងនៃប្រតិកម្មដែលបានលើកឡើងទៅជាថាមពលស្មើនឹងមេគុណ stoichiometric របស់ពួកគេ។

សម្រាប់ប្រតិកម្មបញ្ច្រាស aA + bB ↔ cC + dD កន្សោមសម្រាប់ Kc មានទម្រង់៖

KS = . ដូចនៅក្នុងសមីការ kinetic នៃប្រតិកម្មដែរ នៅក្នុងកន្សោមនៃលំនឹង កំហាប់នៃសារធាតុនៅក្នុងរដ្ឋ condensed ដោយសារតែភាពជាប់លាប់របស់វាមិនត្រូវបានគេសរសេរចុះ។

ចំពោះប្រតិកម្មដែលទាក់ទងនឹងឧស្ម័ន លំនឹងគីមីអាចបង្ហាញមិនត្រឹមតែនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃកំហាប់លំនឹងប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃសម្ពាធផ្នែកនៃលំនឹងនៃឧស្ម័នផងដែរ។ ក្នុងករណីនេះនិមិត្តសញ្ញាថេរនៃលំនឹង "K" ត្រូវបានដាក់លិបិក្រមមិនមែនដោយនិមិត្តសញ្ញាប្រមូលផ្តុំ "c" ប៉ុន្តែដោយនិមិត្តសញ្ញាសម្ពាធ "p" ។

ប្រព័ន្ធអាចស្ថិតក្នុងស្ថានភាពលំនឹង ដែលកំណត់ដោយសមភាពនៃអត្រានៃប្រតិកម្មទៅមុខ និងបញ្ច្រាស សម្រាប់រយៈពេលដ៏យូរតាមអំពើចិត្ត ប្រសិនបើលក្ខខណ្ឌមិនផ្លាស់ប្តូរ។ នៅពេលដែលលក្ខខណ្ឌផ្លាស់ប្តូរសមភាពនៃល្បឿន v ១= v ២ត្រូវបានរំខាន ប្រតិកម្មមួយក្នុងចំណោមប្រតិកម្មទាំងពីរចាប់ផ្តើមកើតឡើងក្នុងអត្រាលឿនជាងមុន។ នេះត្រូវបានបង្ហាញដោយនិយាយថាការផ្លាស់ប្តូរលំនឹងគីមីកើតឡើងនៅក្នុងប្រព័ន្ធ។

ប្រសិនបើជាលទ្ធផលនៃការផ្លាស់ប្តូរលក្ខខណ្ឌនៅក្នុងប្រព័ន្ធ ប្រតិកម្មផ្ទាល់ចាប់ផ្តើមកើតឡើងក្នុងអត្រាលឿនជាង ពោលគឺឧ។ v ១> v ២ លំនឹងផ្លាស់ប្តូរឆ្ពោះទៅរកប្រតិកម្មទៅមុខ - ទៅខាងស្តាំ ហើយផ្ទុយទៅវិញ ប្រសិនបើអត្រានៃប្រតិកម្មបញ្ច្រាសធំជាងអត្រានៃប្រតិកម្មទៅមុខ ពោលគឺឧ។ លក្ខខណ្ឌត្រូវបានបំពេញv 2 > v 1 , មានការផ្លាស់ប្តូរលំនឹងឆ្ពោះទៅរកប្រតិកម្មបញ្ច្រាស - ទៅខាងឆ្វេង។

ការផ្លាស់ប្តូរលំនឹងគីមីអាចសម្រេចបានដោយការផ្លាស់ប្តូរកំហាប់នៃប្រតិកម្ម ឬផលិតផល និងការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាព និងសម្រាប់ប្រតិកម្មដែលពាក់ព័ន្ធនឹងឧស្ម័ន ការផ្លាស់ប្តូរសម្ពាធផងដែរ។ ទិសដៅនៃការផ្លាស់ប្តូរលំនឹងនៅក្រោមការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌត្រូវបានកំណត់ដោយគោលការណ៍របស់ Le Chatelier (គោលការណ៍នៃការប្រឆាំង): ប្រសិនបើលក្ខខណ្ឌត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងប្រព័ន្ធលំនឹង លំនឹងនឹងផ្លាស់ប្តូរទៅតាមទិសដៅនៃប្រតិកម្មដែលប្រឆាំងនឹងការផ្លាស់ប្តូរដែលបានធ្វើ។

កិច្ចការទី 1 ។សម្រាប់ប្រតិកម្មគីមីដែលបានផ្តល់ឱ្យ សរសេរសមីការ kinetic និងកំណត់លំដាប់ទ្រឹស្តីនៃប្រតិកម្ម។ គណនាពីរបៀបដែលអត្រាប្រតិកម្មនឹងផ្លាស់ប្តូរជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរដែលបានចង្អុលបង្ហាញនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌប្រតិកម្ម៖ Fe 2 O 3 (s) + 3CO(g) → 2Fe(s) + 3CO 2 (g)

តើអត្រាប្រតិកម្មនឹងផ្លាស់ប្តូរប៉ុន្មានដង (កើនឡើង ឬថយចុះ) ប្រសិនបើ៖

ក) បង្កើនសម្ពាធ 2 ដង;

ខ) បង្កើនបរិមាណនៃល្បាយប្រតិកម្ម 2 ដង

គ) បង្កើនសីតុណ្ហភាព 40? C (γ = 2)

ឃ) បន្ថយសីតុណ្ហភាព 20? C (γ = 2)

Fe 2 O 3 (s) + 3CO (g) → 2Fe (s) + 3CO 2 (g) - ប្រតិកម្មខុសពីគ្នា (សារធាតុនៅក្នុងដំណាក់កាលផ្សេងៗគ្នាចូលរួម) ។

សមីការ Kinetic៖ υ 1 = k s 3 (CO),

k គឺជាអត្រាថេរ។ សមីការ kinetic នៃប្រតិកម្មតំណពូជរួមមាន មានតែការប្រមូលផ្តុំឧស្ម័ន ឬសារធាតុរំលាយនៅក្នុងសារធាតុរំលាយ.

លំដាប់ទ្រឹស្តីនៃប្រតិកម្ម៖ 3 (ផលបូកនៃនិទស្សន្តនៃអំណាចប្រមូលផ្តុំនៅក្នុងសមីការ kinetic ត្រូវបានគេហៅថា លំដាប់ទ្រឹស្តីនៃប្រតិកម្ម)។

ការគណនាអត្រាប្រតិកម្ម៖

ក) នៅពេលសម្ពាធកើនឡើងទ្វេដង៖អត្រាប្រតិកម្មមុនពេលបង្កើនសម្ពាធត្រូវបានពិពណ៌នាដោយសមីការ kinetic:

υ 1 = k · с 3 (CO) ដែល с 3 (CO) គឺជាកំហាប់ដំបូងនៃកាបូនម៉ូណូអុកស៊ីត (II) ។

នៅពេលដែលសម្ពាធកើនឡើង កំហាប់ក៏កើនឡើងដែរ i.e. ប្រសិនបើសម្ពាធកើនឡើង 2 ដង នោះកំហាប់នឹងកើនឡើង 2 ដង ដូច្នេះសមីការ kinetic នៃប្រតិកម្មបន្ទាប់ពីការផ្លាស់ប្តូរសម្ពាធមានទម្រង់ដូចខាងក្រោមៈ

υ 2 = k · (2с) 3 (CO) ដែល (2с) 3 (CO) គឺជាកំហាប់នៃកាបូនម៉ូណូអុកស៊ីត (II) បន្ទាប់ពីបង្កើនសម្ពាធក្នុងប្រព័ន្ធ 2 ដង។

= = = 2 3 = 8 - អត្រាប្រតិកម្មនឹងកើនឡើង 8 ដង។

ខ) ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃបរិមាណនៃល្បាយប្រតិកម្ម 2 ដង:

ការកើនឡើងនៃបរិមាណនៃល្បាយប្រតិកម្ម 2 ដងនឹងនាំឱ្យមានការថយចុះកំហាប់ឧស្ម័ន 2 ដង: υ 1 = k · s 3 (CO) ដែល s 3 (CO) គឺជាកំហាប់កាបូនដំបូង (ដំបូង) ។ ម៉ូណូអុកស៊ីត (II) ។

υ 2 = k (CO) ដែល (CO) គឺជាកំហាប់នៃកាបូនម៉ូណូអុកស៊ីត (II) បន្ទាប់ពីបង្កើនបរិមាណនៃល្បាយប្រតិកម្ម 2 ដង។

ផ្លាស់ប្តូរល្បឿនប្រតិកម្ម ()៖

= = = - អត្រាប្រតិកម្មនឹងថយចុះ 8 ដង។

វី) សីតុណ្ហភាពកើនឡើង 40 អង្សាសេ (γ = 2):

នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរ អត្រាប្រតិកម្មនឹងប្រែប្រួលទៅតាមក្បួនរបស់ van't Hoff៖

យោងតាមលក្ខខណ្ឌនៃបញ្ហា សីតុណ្ហភាពកើនឡើង 40 អង្សាសេដូច្នេះ

ΔT = T 2 - T 1 = 40,

= 2 40/10 = 2 4 = 16 - អត្រាប្រតិកម្មនឹងកើនឡើង 16 ដង។

ឆ) សីតុណ្ហភាពធ្លាក់ចុះ 20°C (γ = 2):

នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរ អត្រាប្រតិកម្មនឹងប្រែប្រួលទៅតាមក្បួនរបស់ Van't Hoff៖

= γ ΔТ/10 ដែល γ ជាមេគុណសីតុណ្ហភាពនៃប្រតិកម្ម ΔТ គឺជាការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាព (T 2 - T 1) υ 1 គឺជាអត្រាប្រតិកម្មនៅសីតុណ្ហភាព T 1 υ 2 គឺជាអត្រាប្រតិកម្មនៅសីតុណ្ហភាព T ។ ២.

យោងតាមលក្ខខណ្ឌនៃបញ្ហា សីតុណ្ហភាពធ្លាក់ចុះ ២០ អង្សាសេ,

ដូច្នេះ ΔT = T 1 - T 2 = -20,

= 2 -20/10 = 2 -2 = - អត្រាប្រតិកម្មនឹងថយចុះ 4 ដង។

កិច្ចការទី 2 ។ 1) សម្រាប់ប្រតិកម្មបញ្ច្រាស

CuO(s) + CO(g) ↔ Cu(s) + CO 2 (g) + QN 2 (g) + O 2 (g) ↔ 2NO (g) - Q កំណត់ក្នុងទិសដៅណាដែលលំនឹងប្រតិកម្មនឹងផ្លាស់ប្តូរប្រសិនបើ :

ក) បង្កើនសីតុណ្ហភាព; ខ) កាត់បន្ថយសីតុណ្ហភាព

2) សម្រាប់​ប្រតិកម្ម​បញ្ច្រាស​៖

C 2 H 2 (g) + 2H 2 (g) ↔ C 2 H 6 (g)

3S(s) + H 2 O(g) ↔ 2H 2 S(g) + SO 2 (g)

C(tv) + O 2 (g) ↔ CO 2 (g) កំណត់ក្នុងទិសដៅណាដែលលំនឹងនៃប្រតិកម្មនឹងផ្លាស់ប្តូរប្រសិនបើ៖

ក) បង្កើនសម្ពាធ; ខ) កាត់បន្ថយសម្ពាធ

3) សម្រាប់ប្រតិកម្មបញ្ច្រាស៖

Fe 2 O 3 (s) + 3H 2 (g) ↔ 2Fe (s) + 3H 2 O (g) កំណត់ក្នុងទិសដៅណាដែលលំនឹងនៃប្រតិកម្មនឹងផ្លាស់ប្តូរប្រសិនបើ៖

ក) បង្កើនកំហាប់ H 2;

ខ) កាត់បន្ថយការប្រមូលផ្តុំ H 2;

គ) បង្កើនកំហាប់ H 2 O

ឃ) កាត់បន្ថយកំហាប់ H 2 O

ទិសដៅដែលលំនឹងគីមីផ្លាស់ប្តូរត្រូវបានកំណត់ដោយគោលការណ៍របស់ Le Chatelier៖ ប្រសិនបើឥទ្ធិពលខាងក្រៅត្រូវបានបញ្ចេញលើប្រព័ន្ធលំនឹង នោះលំនឹងផ្លាស់ប្តូរទៅផ្នែកដែលប្រឆាំងនឹងឥទ្ធិពលនេះ។

1) ការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរលំនឹងឆ្ពោះទៅរកប្រតិកម្មកំដៅ (-Q) ការថយចុះនៃសីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរលំនឹងឆ្ពោះទៅរកប្រតិកម្មខាងក្រៅ (+ Q) ។

CuO(s) + CO(g) ↔ Cu(s) + CO 2 (g) + Q

ក្នុងករណី​នេះ:

- ប្រតិកម្មផ្ទាល់ CuO(s) + CO(g) → Cu(s) + CO 2 (g) + Q - exothermic ,

- ប្រតិកម្មបញ្ច្រាស Cu(tv) + CO 2 (g) → CuO(tv) + CO(g) - Q - កំដៅចុង ,

ដូច្នេះ:

ក) ជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាពលំនឹង​នឹង​ប្តូរ​ទៅ​រក​ប្រតិកម្ម​បញ្ច្រាស (ឆ្ពោះទៅ​ការ​បង្កើត​សារធាតុ​ប្រតិកម្ម​ទៅ​ខាង​ឆ្វេង (←))

ខ) ជាមួយនឹងការថយចុះសីតុណ្ហភាពលំនឹងនឹងផ្លាស់ប្តូរឆ្ពោះទៅរកប្រតិកម្មដោយផ្ទាល់ (ឆ្ពោះទៅរកការបង្កើតផលិតផលទៅខាងស្តាំ (→)) ។

N 2 (g) + O 2 (g) ↔ 2NO (g) - Q

ក្នុងករណី​នេះ:

ប្រតិកម្មផ្ទាល់ N 2 (g) + O 2 (g) → 2NO (g) - Q - កំដៅចុង,

ប្រតិកម្មបញ្ច្រាស 2NO (g) → N 2 (g) + O 2 (g) + Q - exothermic,

ដូច្នេះ:

ក) ជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាពលំនឹងនឹងផ្លាស់ប្តូរឆ្ពោះទៅរកប្រតិកម្មដោយផ្ទាល់ (ឆ្ពោះទៅរកការបង្កើតផលិតផលទៅខាងស្តាំ (→))

ខ) ជាមួយនឹងការថយចុះសីតុណ្ហភាពលំនឹង​នឹង​ប្តូរ​ទៅ​រក​ប្រតិកម្ម​បញ្ច្រាស (ឆ្ពោះទៅ​ការ​បង្កើត​សារធាតុ​ប្រតិកម្ម​ទៅ​ខាង​ឆ្វេង (←))។

2)ការកើនឡើងសម្ពាធផ្លាស់ប្តូរលំនឹងឆ្ពោះទៅរកប្រតិកម្មដែលនៅក្នុងនោះ។ ចំនួនម៉ូលេគុលឧស្ម័នថយចុះ. ការថយចុះនៃសម្ពាធផ្លាស់ប្តូរលំនឹងឆ្ពោះទៅរកប្រតិកម្មនៅក្នុងនោះ។ ចំនួនម៉ូលេគុលឧស្ម័នកើនឡើង.

នៅក្នុងប្រព័ន្ធ C 2 H 2 (g) + 2H 2 (g) ↔ C 2 H 6 (g)ប្រតិកម្មផ្ទាល់ (C 2 H 2 (g) + 2H 2 (g) → C 2 H 6 (g)) កើតឡើងជាមួយនឹងការថយចុះនៃចំនួនម៉ូលេគុលឧស្ម័ន (ម៉ូលេគុលមួយនៃផលិតផលចុងក្រោយត្រូវបានបង្កើតឡើងពីម៉ូលេគុលបីនៃដំបូង។ ឧស្ម័ន) និងប្រតិកម្មបញ្ច្រាស

(C 2 H 6 (g) → C 2 H 2 (g) + 2H 2 (g)) - ដំណើរការជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃចំនួនម៉ូលេគុល (ពីម៉ូលេគុលមួយនៃ C 2 H 6 បីថ្មីត្រូវបានបង្កើតឡើង (ម៉ូលេគុលមួយ នៃ C 2 H 2 និងម៉ូលេគុលពីរ H 2) ។

ដូច្នេះ:

ក) ការកើនឡើងសម្ពាធផ្លាស់ប្តូរលំនឹងឆ្ពោះទៅរកប្រតិកម្មដោយផ្ទាល់ (ឆ្ពោះទៅរកការបង្កើតផលិតផលទៅខាងស្តាំ (→));

ខ) ការថយចុះសម្ពាធផ្លាស់ប្តូរលំនឹងឆ្ពោះទៅរកប្រតិកម្មបញ្ច្រាស (ឆ្ពោះទៅរកការបង្កើតសារធាតុប្រតិកម្មទៅខាងឆ្វេង (←))។

នៅក្នុងប្រព័ន្ធ 3S(s) + H 2 O(g) ↔ 2H 2 S(g) + SO 2 (g)ប្រតិកម្មផ្ទាល់ (3S(s) + H 2 O(g) → 2H 2 S(g) + SO 2 (g)) កើតឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃចំនួនម៉ូលេគុលឧស្ម័ន ហើយប្រតិកម្មបញ្ច្រាស (2H 2 S(g) ) + SO 2 (g) → 3S(s) + H 2 O(g)) - កើតឡើងជាមួយនឹងការថយចុះនៃម៉ូលេគុលឧស្ម័ន (S (ស្ពាន់ធ័រ) គឺជារឹង ចំនួនម៉ូលេគុលនៃសារធាតុរឹងមិនត្រូវបានគេគិតគូរទេ)។

ដូច្នេះ៖

ក) ការកើនឡើងសម្ពាធផ្លាស់ប្តូរលំនឹងឆ្ពោះទៅរកប្រតិកម្មបញ្ច្រាស (ឆ្ពោះទៅរកការបង្កើតសារធាតុប្រតិកម្មទៅខាងឆ្វេង (←));

ខ) ការថយចុះសម្ពាធផ្លាស់ប្តូរលំនឹងឆ្ពោះទៅរកប្រតិកម្មដោយផ្ទាល់ (ឆ្ពោះទៅរកការបង្កើតផលិតផលទៅខាងស្តាំ (→)) ។

នៅក្នុងប្រព័ន្ធ C(tv) + O 2 (g) ↔ CO 2 (g) ចំនួនម៉ូលេគុលឧស្ម័នក្នុងចំណោមប្រតិកម្ម និងក្នុងចំណោមផលិតផលគឺស្មើគ្នា (ម៉ូលេគុលមួយនៃ O 2 និងម៉ូលេគុលមួយនៃ CO 2 (g)) ដូច្នេះការផ្លាស់ប្តូរសម្ពាធ (កើនឡើង ឬថយចុះ) នឹងមិនប៉ះពាល់ដល់ដើម្បីផ្លាស់ប្តូរលំនឹងគីមីនៅក្នុងប្រព័ន្ធដែលបានផ្តល់ឱ្យ។

ក) ការកើនឡើងសម្ពាធមិនផ្លាស់ប្តូរតុល្យភាព;

ខ) ការថយចុះសម្ពាធមិនផ្លាស់ប្តូរតុល្យភាព។

3) ក) ការកើនឡើងនៃកំហាប់នៃប្រតិកម្មផ្លាស់ប្តូរលំនឹងឆ្ពោះទៅរកការបង្កើតផលិតផល ដូច្នេះ៖

សម្រាប់ប្រតិកម្មដែលបានផ្តល់ឱ្យ Fe 2 O 3 (s) + 3H 2 (g) ↔ 2Fe (s) + 3H 2 O (g) ការកើនឡើងនៃកំហាប់នៃសារធាតុ H 2 នឹងនាំឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរលំនឹងឆ្ពោះទៅរក ប្រតិកម្មដោយផ្ទាល់ (ឆ្ពោះទៅរកការបង្កើតផលិតផលទៅខាងស្តាំ (→)) ។

ខ) ការថយចុះនៃកំហាប់នៃសារធាតុ reagents ផ្លាស់ប្តូរលំនឹងឆ្ពោះទៅរកការបង្កើតសារធាតុ reagents ដូច្នេះ៖

សម្រាប់ប្រតិកម្មដែលបានផ្តល់ឱ្យ Fe 2 O 3 (s) + 3H 2 (g) ↔ 2Fe (s) + 3H 2 O (g) ការកើនឡើងនៃកំហាប់នៃសារធាតុ H 2 នឹងនាំឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរលំនឹងឆ្ពោះទៅរក ប្រតិកម្មបញ្ច្រាស (ឆ្ពោះទៅរកការបង្កើតសារធាតុប្រតិកម្មនៅខាងឆ្វេង (←));

វី) ការកើនឡើងនៃការប្រមូលផ្តុំផលិតផលផ្លាស់ប្តូរលំនឹងឆ្ពោះទៅរកការបង្កើតសារធាតុ reagents ដូច្នេះ៖

សម្រាប់ប្រតិកម្មដែលបានផ្តល់ឱ្យ Fe 2 O 3 (s) + 3H 2 (g) ↔ 2Fe (s) + 3H 2 O (g) ការកើនឡើងនៃកំហាប់នៃផលិតផល H 2 O នឹងនាំឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរលំនឹងឆ្ពោះទៅរក ប្រតិកម្មបញ្ច្រាស (ឆ្ពោះទៅរកការបង្កើតសារធាតុប្រតិកម្មនៅខាងឆ្វេង (←));

ឆ) ការថយចុះនៃការប្រមូលផ្តុំផលិតផលផ្លាស់ប្តូរលំនឹងឆ្ពោះទៅរកការបង្កើតផលិតផល ដូច្នេះ៖

សម្រាប់ប្រតិកម្មដែលបានផ្តល់ឱ្យ Fe 2 O 3 (s) + 3H 2 (g) ↔ 2Fe (s) + 3H 2 O (g) ការថយចុះនៃកំហាប់នៃផលិតផល H 2 O នឹងនាំឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរលំនឹងឆ្ពោះទៅរក ប្រតិកម្មដោយផ្ទាល់ (ឆ្ពោះទៅរកការបង្កើតផលិតផលទៅខាងស្តាំ (→)) ។

កិច្ចការទី 3 ។ 1) សម្រាប់ប្រតិកម្មបញ្ច្រាស Fe 2 O 3 (s) + 3CO (g) ↔ 2Fe (s) + 3CO 2 (g) សូមគណនាថេរលំនឹង ប្រសិនបើកំហាប់ CO ដំបូងគឺ 3 mol/l នៅពេលនោះ លំនឹងកើតឡើង 75% នៃ CO មានប្រតិកម្ម។

2) សម្រាប់ប្រតិកម្មបញ្ច្រាស S(s) + H 2 (g) ↔ H 2 S(g) គណនាកំហាប់លំនឹងនៃសារធាតុ ប្រសិនបើកំហាប់ដំបូងនៃ H 2 គឺ 3 mol/l ហើយលំនឹងថេរ Kp = 15 ។

គ) សម្រាប់ប្រតិកម្មបញ្ច្រាស 2NH 3 (g) ↔ 3H 2 (g) + N 2 (g) គណនាកំហាប់ដំបូងនៃ NH 3 និងលំនឹងនៃប្រតិកម្មនេះ ប្រសិនបើកំហាប់លំនឹងនៃសារធាតុគឺ = 0.4 mol/ l, = 1.2 mol/l, [H 2] = 3.6 mol/l ។

ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាទាំងនេះ វាងាយស្រួលប្រើតារាងខាងក្រោម៖:

1) លំនឹងថេរក្នុងប្រតិកម្មតំណពូជអាស្រ័យតែលើកំហាប់ឧស្ម័ន ដូច្នេះបរិមាណនៃអង្គធាតុរឹង (Fe 2 O 3 (s) និង Fe (s)) មិនត្រូវបានគេយកមកពិចារណាទេ។ .

នៅក្នុងបន្ទាត់នៃការប្រមូលផ្តុំដំបូងយើងបញ្ចូលកំហាប់ដំបូងនៃ CO - 3 mol / l ។ ការប្រមូលផ្តុំដំបូងនៃ CO 2 គឺសូន្យ (នេះគឺជាផលិតផលប្រតិកម្មដែលមិនទាន់ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅពេលចាប់ផ្តើមប្រតិកម្ម) ។

យោងតាមលក្ខខណ្ឌនៅពេលដែលលំនឹងកើតឡើង 75% នៃ CO មានប្រតិកម្ម។ទាំងនោះ។ 3 mol 0.75 = 2.25 mol ។

ជាលទ្ធផលនៃប្រតិកម្ម 2.25 mol CO 2 ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយសារតែ នេះបើយោងតាមសមីការប្រតិកម្មបរិមាណ CO 2 គឺស្មើនឹងបរិមាណ CO ។

បន្ទាប់ពីប្រតិកម្ម បរិមាណ CO ខាងក្រោមនឹងនៅតែមាន៖

ពីដំបូង - ពីប្រតិកម្ម = 3 mol - 2.25 mol = 0.75 mol ។

ដូច្នេះកំហាប់លំនឹងនឹងស្មើនឹង៖ = 0.75 mol/l = 2.25 mol/l

យើងគណនាថេរលំនឹងគីមី (អនុលោមតាមច្បាប់នៃសកម្មភាពម៉ាស៖ នៅក្នុងស្ថានភាពនៃលំនឹងគីមីនៅសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់មួយ ផលិតផលនៃការប្រមូលផ្តុំនៃផលិតផលប្រតិកម្មនៅក្នុងអំណាចដែលនិទស្សន្តគឺស្មើនឹងមេគុណដែលត្រូវគ្នានៅក្នុងសមីការប្រតិកម្ម stoichiometric ។ បែងចែកដោយផលិតផលស្រដៀងគ្នានៃការប្រមូលផ្តុំនៃប្រតិកម្មនៅក្នុងអំណាចដែលត្រូវគ្នាគឺជាតម្លៃថេរ)

ក្រ = = = ២៧

2)

នៅក្នុងប្រតិកម្មចម្រុះ មានតែការប្រមូលផ្តុំឧស្ម័នប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវយកមកពិចារណា។

កំហាប់ដំបូងនៃ H 2 គឺស្មើនឹង 3 mol / l ។ ការប្រមូលផ្តុំដំបូងនៃ H 2 S គឺសូន្យ (នេះគឺជាផលិតផលប្រតិកម្មដែលមិនទាន់ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅពេលចាប់ផ្តើមប្រតិកម្ម) ។

អនុញ្ញាតឱ្យ hops H 2 ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ក្នុងករណីនេះកំហាប់នៃ H 2 S ក៏នឹងស្មើនឹង hmol (ចាប់តាំងពីយោងទៅតាមសមីការប្រតិកម្មសមាមាត្ររបស់ពួកគេគឺ 1: 1) ។ កំហាប់លំនឹងនៃ H2 ត្រូវបានគណនា៖

C ស្មើ = C ដំបូង - C proreact = (3 − x) mol ហើយកំហាប់លំនឹងនៃ H 2 S: C ស្មើ =

= ពីការចាប់ផ្តើម + ពីប្រតិកម្ម = 0 + x = x mol ។

កន្សោមសម្រាប់ថេរលំនឹងនៃប្រតិកម្មនេះមានដូចខាងក្រោម៖

Кр = ជំនួសទិន្នន័យដែលគេស្គាល់ យើងទទួលបានសមីការ៖

15 = ដូច្នេះ x = 45-15x;

16x = 45; x = 2.8

ដូច្នេះកំហាប់លំនឹងនៃ H 2 S:

= x = 2.8 mol/l

កំហាប់លំនឹងនៃ H2៖

= 3 = 3 - 2.8 = 0.2 mol/l

3) យើងបង្កើតតារាងដោយប្រើសមីការប្រតិកម្ម៖

នៅក្នុងបន្ទាត់នៃការប្រមូលផ្តុំលំនឹង យើងសរសេរទិន្នន័យនៅក្នុងបញ្ហានៃការប្រមូលផ្តុំសារធាតុ។ បរិមាណនៃប្រតិកម្ម NH 3 អាចត្រូវបានគណនាពីបរិមាណនៃសារធាតុណាមួយដែលទទួលបាន: ឧទាហរណ៍សមាមាត្រនៃ NH 3 និង N 2 ។ នេះបើយោងតាមសមីការប្រតិកម្មគឺ 2:1 ដែលមានន័យថាប្រសិនបើបន្ទាប់ពីប្រតិកម្ម 1.2 mol N 2 ត្រូវបានបង្កើតឡើង នោះ NH 3 មានប្រតិកម្ម 2 ដងបន្ថែមទៀត៖ n(NH 3) = 2 1.2 = 2.4 mol ។

កំហាប់ដំបូងនៃ NH 3 ត្រូវបានគណនា៖

C ដំបូង = C ប្រតិកម្ម + C ស្មើ = 2.4 + 0.4 = 2.8 mol/l ។

Kinetics នៃប្រតិកម្មគីមីគឺជាការសិក្សាអំពីដំណើរការគីមី ច្បាប់នៃការកើតឡើងរបស់ពួកគេនៅក្នុងពេលវេលា ល្បឿន និងយន្តការ។ ផ្នែកសំខាន់បំផុតនៃគីមីវិទ្យាទំនើប និងឧស្សាហកម្មគីមីត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការសិក្សាអំពី kinetics នៃប្រតិកម្មគីមី: ការអភិវឌ្ឍនៃគោលការណ៍សមហេតុផលសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងដំណើរការគីមី; រំញោចនៃអត្ថប្រយោជន៍, រារាំងនិងការបង្ក្រាបនៃប្រតិកម្មគីមីដែលមិនចង់បាន; ការបង្កើតថ្មី និងការកែលម្អដំណើរការ និងឧបករណ៍ដែលមានស្រាប់នៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាគីមី។ សិក្សាពីឥរិយាបទនៃផលិតផលគីមី វត្ថុធាតុដើម និងផលិតផលដែលផលិតពីពួកវាក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃការប្រើប្រាស់ និងប្រតិបត្តិការផ្សេងៗ។

ដោយសារតែភាពស្មុគស្មាញនៃប្រព័ន្ធគីមីពិតប្រាកដនិងតម្រូវការដើម្បីយកទៅក្នុងគណនីមួយចំនួនធំនៃកត្តានិងលក្ខខណ្ឌដំណើរការនៅពេលកំណត់របៀបដ៏ល្អប្រសើរសម្រាប់ការទទួលបានផលិតផលដែលចង់បាននៅក្នុងវិស្វកម្មគីមីទំនើប។ កុំព្យូទ័រអេឡិចត្រូនិចដែលមានល្បឿនលឿនត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយ។

គំនិតជាមូលដ្ឋាននៃគីមីវិទ្យា

ប្រព័ន្ធ-ការប្រមូលផ្តុំនៃសារធាតុអន្តរកម្មផ្លូវចិត្ត (ឬតាមពិត) ដាច់ដោយឡែកពីបរិស្ថាន។

ដំណាក់កាល-នេះគឺជាផ្នែកមួយនៃប្រព័ន្ធ មានភាពដូចគ្នានៅគ្រប់ចំណុចទាំងអស់ក្នុងសមាសភាព និងលក្ខណៈសម្បត្តិ ហើយបំបែកចេញពីផ្នែកផ្សេងទៀតនៃប្រព័ន្ធដោយចំណុចប្រទាក់។ សារធាតុមួយអាចមានបីដំណាក់កាល៖ រាវ រឹង និងឧស្ម័ន។

អាស្រ័យលើចំនួនដំណាក់កាលទាំងអស់។ ប្រព័ន្ធនិងប្រតិកម្មនៅក្នុងពួកគេ។ចែក​ដោយ ដូចគ្នា និង ខុសគ្នា .

ភាពដូចគ្នាប្រតិកម្មកើតឡើងក្នុងដំណាក់កាលមួយ (ជាធម្មតាឧស្ម័ន) ។ ឧទាហរណ៍ ប្រតិកម្មរវាងក្លរីន និងអ៊ីដ្រូសែន ដែលនាំទៅដល់ការបង្កើតអ៊ីដ្រូសែនក្លរួ (ប្រព័ន្ធដំណាក់កាលតែមួយ)៖ Cl 2 + ហ 2 =2 HCl

ប្លែកៗប្រតិកម្មកើតឡើងនៅលើចំណុចប្រទាក់។ ឧទាហរណ៍​នៃ​ប្រតិកម្ម​ខុស​គ្នា​រួម​បញ្ចូល​ទាំង​ប្រតិកម្ម​ចំហេះ​ដែល​កើត​ឡើង​នៅ​ចំណុច​ប្រទាក់​អុកស៊ីហ្សែន​ធ្យូង​ថ្ម (ប្រព័ន្ធ​ដែល​មាន​ពីរ​ដំណាក់កាល​)​: គ + អូ 2 =CO 2 : នៅសីតុណ្ហភាព 0°C ទឹកកក ទឹក និងចំហាយទឹកនៅពីលើពួកវាបង្កើតបានជាប្រព័ន្ធតំណពូជនៃបីដំណាក់កាល៖ រឹង - ទឹកកក រាវ - ទឹក និងឧស្ម័ន - ចំហាយទឹក។

ម៉ូលេគុលនៃប្រតិកម្មកំណត់ដោយចំនួនម៉ូលេគុលដែលចូលរួមក្នុងដំណាក់កាលកំណត់យឺតបំផុត ។ ប្រតិកម្មអាចជា mono-, bi-, tri- ជាដើម។ ម៉ូលេគុល ម៉ូណូម៉ូលេគុល គឺជាប្រតិកម្មដែលដំណាក់កាលកំណត់គឺការបំប្លែងម៉ូលេគុលមួយ ឧទាហរណ៍ ការបំបែករបស់វាទៅជាសមាសធាតុ (ការបំបែកម៉ូលេគុលអ៊ីយ៉ូត I 2 = 2I) ឬការបំប្លែងទៅជាម៉ូលេគុលផ្សេងទៀតដែលជាលទ្ធផលនៃការរៀបចំឡើងវិញនូវ intramolecular៖

ជីវម៉ូលេគុល ប្រតិកម្មគឺជាអន្តរកម្មនៃម៉ូលេគុលពីរ (ឧទាហរណ៍ អ៊ីដ្រូសែនម៉ូលេគុលជាមួយអ៊ីយ៉ូតម៉ូលេគុល ហ 2 +ខ្ញុំ 2 = 2 ហ៊ី) ប្រតិកម្មដែលកើតឡើងក្នុងពេលដំណាលគ្នាដែលមានម៉ូលេគុលបីត្រូវបានគេហៅថា បីម៉ូលេគុល . ដោយសារប្រូបាប៊ីលីតេនៃម៉ូលេគុលបីប៉ះគ្នាក្នុងពេលតែមួយ ជាពិសេសក្នុងការតំរង់ទិសគ្នាទៅវិញទៅមកត្រឹមត្រូវគឺតូចណាស់ ប្រតិកម្មបែបនេះកម្រកើតឡើងណាស់។

លំដាប់នៃប្រតិកម្ម។លំដាប់ប្រតិកម្មគឺជាបរិមាណជាក់ស្តែងស្មើនឹងផលបូកនៃនិទស្សន្តដែលកំហាប់នៃប្រតិកម្មបញ្ចូលទៅក្នុងកន្សោមសម្រាប់អត្រាប្រតិកម្ម។ បាទសម្រាប់ប្រតិកម្ម

ក ក+ខ ខ =ម ម+ន ន

លំដាប់នៃប្រតិកម្មក្នុងករណីនេះគឺស្មើនឹង ក + ខ .

ប្រតិកម្មលំដាប់ទីមួយ - ទាំងនេះគឺជាប្រតិកម្មដែលអត្រាអាស្រ័យលើកំហាប់នៃប្រតិកម្មតែមួយគត់ចំពោះថាមពលទីមួយ។ ប្រតិកម្មគីមីជាច្រើនធ្វើតាមសមីការលំដាប់ទីមួយ។ ឧទាហរណ៍, ជាមួយ 2 ន 5 OH = គ 2 ន 4 + ន 2 អំពី

ប្រតិកម្មលំដាប់ទីពីរ – គឺ​ជា​ប្រតិកម្ម​ដែល​អត្រា​គឺ​សមាមាត្រ​នឹង​ការ​ការ៉េ​នៃ​កំហាប់​នៃ​ប្រតិកម្ម​បុគ្គល ឬ​កំហាប់​នៃ​ប្រតិកម្ម​នីមួយៗ​ទៅ​នឹង​ថាមពល​ទីមួយ។ ឧទាហរណ៍៖ ១) 2НВr= ន 2 + ខr 2 ឬ 2) ឈ 3 Br + KOH = ឈ 3 អូ + KBr

ប្រតិកម្មលំដាប់ទីបី គឺជាប្រតិកម្មដែលអត្រាអាចអាស្រ័យលើកំហាប់នៃប្រតិកម្មមួយទៅថាមពលទីបី ឬកំហាប់នៃប្រតិកម្មមួយទៅថាមពលទីពីរ និងប្រតិកម្មទីពីរទៅនឹងថាមពលទីមួយ ឬកំហាប់នៃប្រតិកម្មបីនីមួយៗចំពោះថាមពល អំណាចដំបូង។

ការសិក្សាអំពី kinetics នៃអន្តរកម្មផ្សេងៗបង្ហាញថា ប្រតិកម្មទូទៅបំផុតគឺលំដាប់ទី 1 ទី 2 និងជួនកាលទីបី។ ប៉ុន្តែមានប្រតិកម្មនៃការបញ្ជាទិញផ្សេងទៀត។

ប្រតិកម្មលំដាប់សូន្យ - នេះគឺជាប្រតិកម្មដែលអត្រាគឺឯករាជ្យពីការប្រមូលផ្តុំនៃប្រតិកម្ម និងត្រូវបានកំណត់ដោយកត្តាកំណត់ផ្សេងទៀត ដូចជាផ្ទៃនៃកាតាលីករ (នៅក្នុងប្រតិកម្មកាតាលីករខុសធម្មតា) ឬការស្រូបយកពន្លឺ (នៅក្នុងប្រតិកម្មគីមី)។ .

តាមក្បួនមួយសម្រាប់ប្រតិកម្មសាមញ្ញភាគច្រើនលំដាប់នៃប្រតិកម្មនិងម៉ូលេគុលរបស់វាគឺដូចគ្នានិងត្រូវបានកំណត់ដោយវិធីសាស្រ្តដែលបានពិពណ៌នាខាងលើ។ ប៉ុន្តែសម្រាប់ប្រតិកម្មដែលកើតឡើងក្នុងដំណាក់កាលជាច្រើន លំដាប់នៃប្រតិកម្មត្រូវបានកំណត់ដោយពិសោធន៍ ឬផ្អែកលើការគណនាគណិតវិទ្យាដ៏ស្មុគស្មាញ។

គោលគំនិតសំខាន់នៅក្នុង kinetics គីមីគឺជាគំនិតនៃ ល្បឿនប្រតិកម្ម។

ប្រតិកម្មមួយចំនួនកើតឡើងស្ទើរតែភ្លាមៗ (ឧទាហរណ៍ ការធ្វើអព្យាក្រឹតនៃអាស៊ីតជាមួយនឹងមូលដ្ឋាន) ខណៈពេលដែលអ្នកផ្សេងទៀតដំណើរការយឺតៗក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតា ដែលការផ្លាស់ប្តូរគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅក្នុងការប្រមូលផ្តុំសារធាតុ reagents ត្រូវបានសង្កេតឃើញតែបន្ទាប់ពីជាច្រើនឆ្នាំ (ឧទាហរណ៍ អន្តរកម្មនៃអ៊ីដ្រូសែនជាមួយអុកស៊ីសែន។ បង្កើតទឹកក្នុងករណីដែលគ្មានកាតាលីករ) ។ លើសពីនេះទៅទៀត មានប្រតិកម្មជាច្រើនដែលកើតឡើងក្នុងអត្រាដែលអាចវាស់វែងបានក្នុងលក្ខខណ្ឌធម្មតា។ kinetics គីមីទាក់ទងនឹងការកំណត់អត្រានៃប្រតិកម្មគីមី និងសិក្សាយន្តការរបស់វា។

អត្រាប្រតិកម្មគីមី

អត្រាប្រតិកម្មគីមី ត្រូវបានកំណត់ដោយបរិមាណនៃសារធាតុដែលមានប្រតិកម្មក្នុងមួយឯកតាពេលវេលា (បញ្ចូលទៅក្នុងប្រតិកម្មឬបង្កើតជាលទ្ធផលនៃប្រតិកម្ម) ក្នុងមួយឯកតាបរិមាណនៃប្រព័ន្ធ (សម្រាប់ដំណោះស្រាយដូចគ្នា) ឬក្នុងមួយឯកតានៃចំណុចប្រទាក់ដំណាក់កាល (សម្រាប់ ប្រតិកម្មចម្រុះ) ។

គ (ការប្រមូលផ្តុំ)

កន្លែងណា 1 - ការផ្លាស់ប្តូរកំហាប់នៃសារធាតុចាប់ផ្តើម; 2 - ការផ្លាស់ប្តូរកំហាប់នៃផលិតផលប្រតិកម្ម

ពីក្រាហ្វនេះវាដូចខាងក្រោមថាក្នុងអំឡុងពេលអន្តរកម្មគីមីកំហាប់នៃសារធាតុចាប់ផ្តើមនីមួយៗថយចុះតាមពេលវេលា (C 2 គ<0), а концентрация продуктов реакции увеличивается (C 2 >គ ១, C> 0) ។

នៅក្នុង kinetics គីមីមាន មធ្យមនិង ពិត(ភ្លាមៗ) ល្បឿន។

ល្បឿន​មធ្យម។

ប្រសិនបើនៅកម្រិតសំឡេង និងសីតុណ្ហភាពថេរ កំហាប់នៃប្រតិកម្មមួយបានថយចុះពី C 1 ដល់ C 2 ក្នុងរយៈពេលពី t 1 ដល់ t 2 បន្ទាប់មកស្របតាមនិយមន័យ អត្រាជាមធ្យមនៃប្រតិកម្មផ្ទាល់សម្រាប់ រយៈពេលដែលបានផ្តល់ឱ្យគឺស្មើនឹង៖

= -

សញ្ញា "-" លេចឡើងនៅផ្នែកខាងស្តាំនៃសមីការ ពីព្រោះនៅពេលដែលប្រតិកម្មរីកចម្រើន (t 2 -t 1 > 0) កំហាប់សារធាតុប្រតិកម្មថយចុះ ដូច្នេះ C 2 -C 1 < អូ ហើយចាប់តាំងពីអត្រាប្រតិកម្មតែងតែវិជ្ជមាន អ្នកគួរតែដាក់សញ្ញា "-" នៅពីមុខប្រភាគ។

ប្រសិនបើយើងកំពុងនិយាយអំពីល្បឿននៃប្រតិកម្មទៅមុខ និងបញ្ច្រាស នោះរូបមន្តនេះមើលទៅដូចជា៖

=

ល្បឿនពិត។

អត្រាប្រតិកម្មពិតត្រូវបានកំណត់ដោយដែនកំណត់ដែលសមាមាត្រមាននិន្នាការ ជាមួយ/ t នៅ t 0 ពោលគឺ ដេរីវេនៃការផ្តោតអារម្មណ៍ទាក់ទងនឹងពេលវេលា៖

=

ជាធម្មតា សម្រាប់ប្រតិកម្មដែលកើតឡើងនៅក្នុងឧស្ម័ន ឬដំណោះស្រាយ ការប្រមូលផ្តុំនៃប្រតិកម្មត្រូវបានបង្ហាញជា mol/l និង អត្រាប្រតិកម្ម - ក្នុង mol / (l * s) ។

ប្រតិកម្មកើតឡើងនៅពេលដែលម៉ូលេគុលនៃសារធាតុប្រតិកម្មប៉ះគ្នា។ ល្បឿនរបស់វាត្រូវបានកំណត់ដោយចំនួននៃការប៉ះទង្គិចគ្នានិងលទ្ធភាពដែលពួកគេនឹងនាំឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរ។ ចំនួននៃការប៉ះទង្គិចត្រូវបានកំណត់ដោយកំហាប់នៃសារធាតុប្រតិកម្ម ហើយប្រូបាប៊ីលីតេនៃប្រតិកម្មត្រូវបានកំណត់ដោយថាមពលនៃម៉ូលេគុលដែលប៉ះទង្គិច។

ទែម៉ូឌីណាមិកធ្វើឱ្យវាអាចទស្សន៍ទាយបានជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវដ៏អស្ចារ្យនូវលទ្ធភាពជាមូលដ្ឋាននៃដំណើរការដែលកើតឡើង និងស្ថានភាពចុងក្រោយនៃប្រព័ន្ធ ប៉ុន្តែវាមិនផ្តល់ព័ត៌មានណាមួយអំពីវិធីសាស្រ្តនៃការអនុវត្តជាក់ស្តែងនៃដំណើរការ និងពេលវេលានៃការកើតឡើងរបស់វានោះទេ។ តាមការពិត ដំណើរការមួយចំនួនកើតឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័ស ដែលវាហាក់ដូចជាភ្លាមៗ ខណៈពេលដែលដំណើរការផ្សេងទៀតដំណើរការយឺតៗ ដែលស្ទើរតែមិនមានការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងប្រព័ន្ធ។ មិនមានទំនាក់ទំនងរវាងទំហំនៃភាពស្និទ្ធស្នាលគីមី និងអត្រាប្រតិកម្មទេ។ ប្រតិកម្ម​រវាង​សារធាតុ​ដែល​មាន​ទំនាក់ទំនង​គីមី​ខ្ពស់​អាច​កើតឡើង​យឺតៗ ហើយ​ផ្ទុយទៅវិញ​សារធាតុ​ដែល​មាន​ទំនាក់ទំនង​គីមី​ទាប​អាច​មាន​ប្រតិកម្ម​យ៉ាង​លឿន។ ដូច្នេះយោងទៅតាមទែម៉ូឌីណាមិច ល្បាយនៃឧស្ម័នអ៊ីដ្រូសែន និងអុកស៊ីហ្សែននៅសីតុណ្ហភាពធម្មតាគួរតែបំប្លែងទៅជាទឹកស្ទើរតែទាំងស្រុង (សម្រាប់ប្រតិកម្មនេះ D ជី o = –450 kJ) ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ជាក់ស្តែង គ្មានការបង្កើតទឹកត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងការពិសោធន៍នោះទេ។ សក្ដានុពលគីមីនៃពេជ្រក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតាគឺធំជាងសក្តានុពលគីមីនៃក្រាហ្វិត ហើយដូច្នេះ ពេជ្រគួរតែបំប្លែងទៅជាក្រាហ្វីតដោយឯកឯង ប៉ុន្តែតាមពិតការបំប្លែងបែបនេះមិនកើតឡើងទេ។

ភាពផ្ទុយគ្នាជាក់ស្តែងរវាងការទស្សន៍ទាយតាមទ្រឹស្តី និងលទ្ធផលជាក់ស្តែងគឺដោយសារតែនៅក្នុងទែម៉ូឌីណាមិច មានតែស្ថានភាពដំបូង និងចុងក្រោយនៃប្រព័ន្ធប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវយកមកពិចារណា ប៉ុន្តែយន្តការនៃការផ្លាស់ប្តូរមិនត្រូវបានគេគិតគូរនោះទេ ហើយកត្តាសំខាន់ដូចជាពេលវេលាមិនលេចឡើង។ តាមការពិត រាល់ការផ្លាស់ប្តូរត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការយកឈ្នះលើរបាំងថាមពលជាក់លាក់មួយ - ការបំបែកចំណងនៅក្នុងម៉ូលេគុលនៃសារធាតុប្រតិកម្ម ការរៀបចំរចនាសម្ព័ន្ធឡើងវិញនៃបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់។ល។ ប្រសិនបើរបាំងថាមពលមានកម្រិតខ្ពស់ នោះប្រតិកម្មដែលអាចធ្វើទៅបានតាមទ្រឹស្តីដំណើរការយឺតៗ ដែលមិនមានការផ្លាស់ប្តូរណាមួយត្រូវបានគេសង្កេតឃើញក្នុងរយៈពេលកំណត់ជាក់ស្តែង (ប្រតិកម្ម "មិនកើតឡើង")។

ដូច្នេះ បន្ថែមពីលើវិធីសាស្រ្តនៃទែរម៉ូឌីណាមិក ទិដ្ឋភាពមួយទៀតនៃការសិក្សាអំពីប្រតិកម្មគីមីទទួលបានសារៈសំខាន់ដ៏ធំធេង - ការសិក្សាអំពីពួកគេពីទស្សនៈនៃអត្រា។ ការសិក្សាអំពីលំនាំនៃដំណើរការតាមពេលវេលាគឺជាប្រធានបទនៃ kinetics គីមី។

យើងអាចបែងចែកភារកិច្ចចម្បងពីរនៃ kinetics គីមី ដែលកំណត់សារៈសំខាន់ជាក់ស្តែង និងទ្រឹស្តីរបស់វា៖ 1) ការសិក្សាពិសោធន៍នៃអត្រាប្រតិកម្ម និងការពឹងផ្អែករបស់វាទៅលើលក្ខខណ្ឌ (ការប្រមូលផ្តុំនៃប្រតិកម្ម សីតុណ្ហភាព វត្តមានសារធាតុផ្សេងទៀត ។ល។) និង 2) ការបង្កើតយន្តការប្រតិកម្ម។ ចំនួននៃដំណាក់កាលបឋម និងសមាសភាពនៃផលិតផលកម្រិតមធ្យមលទ្ធផល។

ការពិចារណាទ្រឹស្តីយ៉ាងម៉ត់ចត់នៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រ kinetic បច្ចុប្បន្នគឺអាចធ្វើទៅបានសម្រាប់តែប្រតិកម្មសាមញ្ញបំផុតនៅក្នុងដំណាក់កាលឧស្ម័ន។ វិធីសាស្រ្តម៉ាក្រូស្កូបជាក់ស្តែងផ្តល់នូវព័ត៌មានដ៏មានតម្លៃអំពីដំណើរនៃប្រតិកម្ម។ ការពិពណ៌នាបរិមាណនៃអត្រាប្រតិកម្មអាស្រ័យលើកំហាប់នៃប្រតិកម្មគឺផ្អែកលើ postulate មូលដ្ឋាននៃ kinetics គីមី និងជាកម្មវត្ថុនៃ kinetics ផ្លូវការ។

២០.២. និយមន័យ និងគោលគំនិតជាមូលដ្ឋាន

ល្បឿនប្រតិកម្មហៅចំនួនម៉ូលេគុលនៃសារធាតុប្រតិកម្មក្នុងមួយឯកតាពេល។ ការប្រៀបធៀបអត្រានៃប្រតិកម្មផ្សេងគ្នាគឺអាចធ្វើទៅបានតែក្នុងករណីដែលបរិមាណនៃប្រព័ន្ធប្រតិកម្មគឺដូចគ្នា ដូច្នេះអត្រា vសំដៅលើឯកតានៃបរិមាណ៖

កន្លែងណា វ- បរិមាណនៃប្រព័ន្ធ, dN- ចំនួនម៉ូលេគុលនៃសារធាតុដែលមានប្រតិកម្មទាន់ពេលវេលា dt. សញ្ញាបូកសំដៅលើករណីនៅពេលដែលអត្រាត្រូវបានកំណត់ដោយសារធាតុដែលបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងប្រតិកម្មសញ្ញាដក - នៅពេលដែលអត្រាត្រូវបានកំណត់ដោយសារធាតុចាប់ផ្តើម។ ដោយសារនៅក្នុងសារធាតុប្រតិកម្មគីមីមានប្រតិកម្មក្នុងសមាមាត្រដែលបានកំណត់យ៉ាងតឹងរ៉ឹង អត្រាអាចត្រូវបានគណនាសម្រាប់សារធាតុណាមួយដែលចូលរួមក្នុងប្រតិកម្ម។

ប្រសិនបើបរិមាណនៃប្រព័ន្ធនៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរ នោះជំនួសឱ្យចំនួនភាគល្អិត យើងអាចប្រើកំហាប់ ( c = ន/ N A វដែលជាកន្លែងដែល N A គឺជាលេខរបស់ Avogadro) ហើយបន្ទាប់មកអត្រាប្រតិកម្មគឺស្មើនឹងការផ្លាស់ប្តូរកំហាប់ក្នុងមួយឯកតាពេលវេលា៖

ចាប់តាំងពីការប្រមូលផ្តុំសារធាតុផ្លាស់ប្តូរកំឡុងពេលប្រតិកម្ម អត្រាគឺជាមុខងារនៃពេលវេលា។ អ្នកអាចណែនាំគំនិតនៃអត្រាប្រតិកម្មជាមធ្យមក្នុងចន្លោះពេលដែលបានផ្តល់ឱ្យពី t 1 ទៅ t 2:

, (20.3)

កន្លែងណា ន 1 និង ន២- ចំនួន​ម៉ូលេគុល​នៃ​សារធាតុ​មួយ​នៅ​ពេល​វេលា t 1 និង t 2 .

នៅពេលដែលចន្លោះពេលថយចុះ ពេលណា ( t 2 – t 1) ® 0 យើងមកដល់កន្សោម (20.1, 20.2) សម្រាប់ល្បឿនពិត។

ជាទូទៅ អត្រាប្រតិកម្មអាស្រ័យលើកត្តាជាច្រើន៖ ធម្មជាតិនៃសារធាតុប្រតិកម្ម ធម្មជាតិនៃសារធាតុរំលាយសម្រាប់ប្រតិកម្មក្នុងដំណោះស្រាយ ការផ្តោតអារម្មណ៍ សីតុណ្ហភាព វត្តមានសារធាតុផ្សេងទៀត (កាតាលីករ សារធាតុរារាំង) ជាដើម។ សម្រាប់ប្រតិកម្មដែលបានផ្តល់ឱ្យ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌថេរ អត្រានៅពេលនីមួយៗអាស្រ័យលើការផ្តោតអារម្មណ៍។ ការពឹងផ្អែកនេះត្រូវបានបង្ហាញ postulate មូលដ្ឋាននៃ kinetics គីមី:

រាល់ពេលនៃពេលវេលា អត្រានៃប្រតិកម្មគីមីគឺសមាមាត្រទៅនឹងផលិតផលនៃការប្រមូលផ្តុំនៃសារធាតុប្រតិកម្មដែលបានលើកឡើងទៅថាមពលជាក់លាក់។

ដូច្នេះចំពោះប្រតិកម្មមួយចំនួនរវាងសារធាតុ A, B, D, ...

កក+ ខខ+ ឃ D+... ® ផលិតផល

ល្បឿន

... (20.4)

និទស្សន្ត ន 1 , ន 2 , ន 3, ... ត្រូវបានគេហៅថា លំដាប់នៃប្រតិកម្មដោយសារធាតុ A, B, D, ... និងតម្លៃសរុបរបស់ពួកគេ។ ន = ន 1 + ន 2 + ន៣ + ... ហៅថា លំដាប់ប្រតិកម្មទូទៅ.

កត្តាសមាមាត្រ kនៅក្នុងសមីការ kinetic (20.3) ត្រូវបានគេហៅថា អត្រាថេរ, ឬ ល្បឿនជាក់លាក់ប្រតិកម្ម។ មាត្រដ្ឋាន kជាលេខស្មើនឹងអត្រាប្រតិកម្ម នៅពេលដែលកំហាប់នៃសារធាតុប្រតិកម្មទាំងអស់ស្មើនឹងការរួបរួម៖ គក = គខ = គ D = 1. អត្រាថេរគឺខុសគ្នាសម្រាប់ប្រតិកម្មផ្សេងគ្នា និងអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាព។

ក្នុងករណីជាច្រើន លំដាប់មិនស្របគ្នាជាមួយនឹងមេគុណ stoichiometric នៅក្នុងសមីការប្រតិកម្ម (ឧ។ ន 1¹ ក, ន២¹ ខល។ )

ដូច្នេះ ជាឧទាហរណ៍ សម្រាប់ប្រតិកម្មស្រដៀងគ្នាពីរដែលមានសមីការ stoichiometric ដូចគ្នា សមីការ kinetic ខុសគ្នាទាំងស្រុងត្រូវបានទទួល៖

សម្រាប់ប្រតិកម្ម H 2 + I 2 = 2HI

, (20.5)

និងសម្រាប់ប្រតិកម្ម H 2 + Br 2 = 2HBr

. (20.6)

នេះគឺដោយសារតែភាពខុសគ្នានៃយន្តការប្រតិកម្ម។ ប្រតិកម្មភាគច្រើនកើតឡើងក្នុងដំណាក់កាលជាច្រើនក្នុងអត្រាផ្សេងៗគ្នា ដូច្នេះសមីការ stoichiometric គឺជាលទ្ធផលសរុបនៃដំណាក់កាលបឋមទាំងអស់ និង អត្រាទាំងមូលនៃប្រតិកម្មត្រូវបានកំណត់ដោយអត្រានៃជំហានយឺតបំផុត។(កំណត់ប្រតិកម្ម).

ក្នុងន័យនេះ សម្រាប់ប្រតិកម្មបឋម គំនិតត្រូវបានណែនាំ ម៉ូលេគុល- ចំនួនម៉ូលេគុលដែលចូលរួមក្នុងសកម្មភាពបឋមនៃអន្តរកម្មគីមី។ ប្រសិនបើម៉ូលេគុលមួយចូលរួមក្នុងសកម្មភាពបឋម (ឧទាហរណ៍ ម៉ូលេគុលរលាយ) ប្រតិកម្មគឺម៉ូលេគុល។ ប្រសិនបើម៉ូលេគុលពីរមានអន្តរកម្មក្នុងសកម្មភាពបឋម នោះប្រតិកម្មត្រូវបានគេហៅថា bimolecular ឧទាហរណ៍ ប្រតិកម្មខាងលើនៃអ៊ីដ្រូសែនជាមួយប្រូមីន ឬអ៊ីយ៉ូត។ ប្រតិកម្ម Trimolecular ពាក់ព័ន្ធនឹងភាគល្អិតចំនួនបី ដូចជាការផ្សំឡើងវិញនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែនចូលទៅក្នុងម៉ូលេគុលមួយ៖

N + N + M = N 2 + M,

ដែល M គឺជាម៉ូលេគុលអ៊ីដ្រូសែន ឬភាគល្អិតផ្សេងទៀត។

មិនដូចម៉ូលេគុលទេ លំដាប់នៃប្រតិកម្មអាចជាសូន្យ ចំនួនគត់ ឬប្រភាគ។ សម្រាប់តែប្រតិកម្មបឋមប៉ុណ្ណោះ ដែលតម្លៃលេខនៃម៉ូលេគុល និងលំដាប់ kinetic ស្របគ្នា។ ប្រតិកម្ម Mono-, bi- និង trimolecular គឺក្នុងពេលតែមួយ ប្រតិកម្មនៃលំដាប់ទីមួយ ទីពីរ និងទីបី ប៉ុន្តែការសន្និដ្ឋានបញ្ច្រាសអាចនឹងខុស។ ឧទាហរណ៍ប្រតិកម្ម decomposition នៃចំហាយ dichloroethane

CH 2 Cl–CH 2 Cl CHCl = CH 2 + HCl

គឺជាប្រតិកម្មលំដាប់ទីមួយ អត្រារបស់វាគឺសមាមាត្រទៅនឹងកំហាប់នៃ dichloroethane៖

.

ប៉ុន្តែប្រតិកម្មនេះមិនអាចត្រូវបានគេហៅថា monomolecular បានទេព្រោះការសិក្សាអំពីយន្តការរបស់វាបានបង្ហាញថាប្រតិកម្មដំណើរការតាមរយៈដំណាក់កាលបឋមជាច្រើន mono- និង bimolecular ។ ក្នុងករណីនេះ មនុស្សម្នាក់មិនអាចនិយាយអ្វីទាំងអស់អំពីលក្ខណៈម៉ូលេគុលនៃប្រតិកម្មទាំងមូលនោះទេ មនុស្សម្នាក់អាចចង្អុលទៅលំដាប់ទីមួយដែលបានបង្កើតដោយពិសោធន៍ប៉ុណ្ណោះ។

ក្នុងករណីខ្លះកំហាប់នៃប្រតិកម្មមួយឬច្រើនផ្លាស់ប្តូរតិចតួចបំផុតក្នុងអំឡុងពេលប្រតិកម្មហើយអាចចាត់ទុកថាថេរ។ បន្ទាប់មកការប្រមូលផ្តុំនៃសារធាតុទាំងនេះអាចត្រូវបានរួមបញ្ចូលក្នុងអត្រាថេរនៃសមីការ (20.4) និង ជាក់ស្តែងលំដាប់ប្រតិកម្មថយចុះ ប្រតិកម្មក្លាយជា pseudo ន- លំដាប់, កន្លែងណា ន- ផលបូកនៃនិទស្សន្តនៅកំហាប់ផ្សេងៗគ្នា។

ដូច្នេះ​សម្រាប់​ប្រតិកម្ម​បញ្ច្រាស​ស្ករ​អំពៅ ដែល​ត្រូវ​បាន​ជំរុញ​ដោយ​អ៊ីយ៉ុង​អ៊ីដ្រូសែន

C 12 H 22 O 11 + H 2 O 2C 6 H 12 O 6 ,

សមីការ kinetic អាចត្រូវបានសរសេរជា:

,

ទាំងនោះ។ នេះគឺជាប្រតិកម្មលំដាប់ទីបី។ ប៉ុន្តែកំហាប់នៃអ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែនមិនផ្លាស់ប្តូរកំឡុងពេលប្រតិកម្មទេ ហើយកំហាប់នៃទឹក ប្រសិនបើវាត្រូវបានគេយកច្រើនហួសប្រមាណ ក៏មិនផ្លាស់ប្តូរដែរ។ ដូច្នេះ មានតែកំហាប់ជាតិស្ករប៉ុណ្ណោះដែលផ្លាស់ប្តូរ ហើយបន្ទាប់មកសមីការ kinetic អាចត្រូវបានសរសេរជា

,

ទាំងនោះ។ នេះ​ជា​ប្រតិកម្ម​តាម​លំដាប់​ទី​មួយ​។

២០.៣. ប្រតិកម្មដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបានសាមញ្ញ

នៅក្នុងប្រព័ន្ធមួយ ប្រតិកម្មអាចកើតឡើងក្នុងពេលដំណាលគ្នា និងដោយឯករាជ្យក្នុងអត្រាផ្សេងគ្នា ប៉ុន្តែក្នុងទិសដៅផ្ទុយគ្នា។ ពេលខ្លះបន្ទាប់ពីការចាប់ផ្តើម អត្រានៃប្រតិកម្មទៅមុខ និងបញ្ច្រាសបានស្មើគ្នា ហើយប្រព័ន្ធឈានដល់ស្ថានភាពលំនឹង។ ប្រតិកម្មបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា ចលនាបញ្ច្រាស. គំនិតនេះគួរតែត្រូវបានសម្គាល់ពីភាពបញ្ច្រាសនៃដំណើរការនៅក្នុងន័យទែរម៉ូឌីណាមិក។ ដំណើរការបញ្ច្រាសដោយទែរម៉ូឌីណាមិកត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយការពិតដែលថានៅក្នុងនោះអត្រានៃដំណើរការទៅមុខនិងបញ្ច្រាសខុសគ្នាដោយចំនួនមិនកំណត់ ហើយគ្រប់ពេលវេលាស្ថានភាពនៃប្រព័ន្ធខុសគ្នាតិចតួចបំផុតពីលំនឹងមួយ។ ដូច្នេះ គោលគំនិតនៃការបញ្ច្រាស kinetic និងទែរម៉ូឌីណាមិក ស្របគ្នាតែជិតទៅនឹងស្ថានភាពនៃលំនឹងគីមី ដូច្នេះប្រតិកម្មដែលអាចបញ្ច្រាសបានដោយ kinetically គួរតែត្រូវបានគេហៅថាត្រឹមត្រូវជាង។ ទ្វេភាគី.

ជាគោលការណ៍ ប្រតិកម្មគីមីទាំងអស់មានពីរផ្លូវ ប៉ុន្តែតាមពិត ពួកវាខ្លះស្ថិតក្រោមលក្ខខណ្ឌជាក់លាក់ ដំណើរការតែក្នុងទិសដៅតែមួយ រហូតដល់សារធាតុដំបូងស្ទើរតែបាត់ទាំងស្រុង ពោលគឺឧ។ លំនឹងនៅក្នុងករណីបែបនេះត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងឆ្ពោះទៅរកការបង្កើតផលិតផល។ ប្រតិកម្មបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា kinetically មិនអាចត្រឡប់វិញបាន។, ឬ ម្ខាង.

២០.៣.១. ប្រតិកម្មលំដាប់ទីមួយ

ប្រតិកម្ម​លំដាប់​ទីមួយ​រួមមាន​ប្រតិកម្ម​បំបែក​ជា​ចម្បង ឧទាហរណ៍ ប្រតិកម្ម​រលាយ​នៃ​នីទ្រីក​អុកស៊ីត

N 2 O 5 2NO 2 + O 2

ឬឌីអេទីលអេធើរ

CH 3 OCH 3 CH 4 + H 2 + CO

ក្នុងករណីទូទៅ យើងសរសេរសមីការប្រតិកម្មលំដាប់ទីមួយក្នុងទម្រង់

ផលិតផលA®

t= 0) កំហាប់នៃសារធាតុ A គឺស្មើនឹង កហើយបន្ទាប់ពីពេលខ្លះវាថយចុះ xបន្ទាប់មកអត្រាប្រតិកម្មនៅពេលណាមួយយោងទៅតាមសមីការ (20.3) និង (20.4) គឺស្មើនឹង

. (20.7)

អនុញ្ញាតឱ្យយើងបែងចែកអថេរ និងរួមបញ្ចូលសមីការលទ្ធផល ដោយពិចារណាថានៅដំណាក់កាលដំបូងនៃពេលវេលា x = 0:

. (20.8)

ជាលទ្ធផលយើងទទួលបានសមីការ kinetic នៃប្រតិកម្មលំដាប់ទីមួយ៖

ពីសមីការចុងក្រោយវាច្បាស់ណាស់ថាវិមាត្រនៃអត្រាថេរត្រូវគ្នាទៅនឹងពេលវេលាដែលគ្នាទៅវិញទៅមក ( t-1) និងអាស្រ័យលើតម្លៃល្បឿនដែលវាអាចត្រូវបានបញ្ជាក់នៅក្នុង គ –1 , នាទី –1 , ម៉ោង-១ ជាដើម។ ចាប់តាំងពីការប្រមូលផ្តុំនៃសារធាតុមួយចូលទៅក្នុងសមីការជាសមាមាត្រ ពួកគេអាចត្រូវបានបង្ហាញជាឯកតាណាមួយ ហើយតម្លៃលេខនៃអត្រាថេរមិនអាស្រ័យលើនេះទេ។

តាមរយៈសមីការសក្តានុពល (20.9) យើងទទួលបានកំហាប់នៃប្រតិកម្មនៅពេលណាមួយ៖

(20.11)

ឬសម្រាប់ការប្រមូលផ្តុំនៃសារធាតុប្រតិកម្មនៅពេលនោះ។ t

, (20.12)

ពីដែលធ្វើតាមលក្ខណៈអិចស្ប៉ូណង់ស្យែលនៃការផ្លាស់ប្តូរកំហាប់នៃប្រតិកម្មតាមពេលវេលា (រូបភាព 20.1)។

បដិវត្តនៃអត្រាប្រតិកម្មលំដាប់ទី 1 ថេរមានអត្ថន័យរូបវន្តនៃអាយុកាលមធ្យមនៃម៉ូលេគុលបុគ្គល។

រូបភាព ២០.១. ការពឹងផ្អែកលើកំហាប់នៃសារធាតុប្រតិកម្ម និងនៅសល់ទាន់ពេលវេលា

លក្ខណៈសំខាន់មួយទៀតនៃប្រតិកម្មគឺ ពាក់កណ្តាលប្រតិកម្ម (ពាក់កណ្តាលជីវិត) t 1/2 គឺជាពេលវេលាដែលពាក់កណ្តាលនៃបរិមាណដំបូងនៃសារធាតុនឹងមានប្រតិកម្ម។ ការជំនួសទៅក្នុងសមីការ (20.8) តម្លៃ t= t 1/2 និង x = ក/ ២ យើងទទួលបាន៖

. (20.13)

ដូចដែលអាចមើលឃើញពីសមីការ ពាក់កណ្តាលជីវិតនៃប្រតិកម្មមិនអាស្រ័យលើបរិមាណដំបូងនៃសារធាតុដែលបានយកនោះទេ ប៉ុន្តែត្រូវបានកំណត់ដោយតម្លៃនៃអត្រាប្រតិកម្មថេរប៉ុណ្ណោះ។

ពីសមីការលទ្ធផល វាក៏កើតឡើងថាសារធាតុនឹងមានប្រតិកម្មទាំងស្រុងតែបន្ទាប់ពីរយៈពេលដ៏យូរគ្មានកំណត់ ( x ® កនៅ t® ¥). នៅក្នុងការអនុវត្ត ប្រតិកម្មត្រូវបានចាត់ទុកថាពេញលេញ នៅពេលដែលវាមិនអាចធ្វើការវិភាគបានទៀតទេ ដើម្បីកំណត់វត្តមានរបស់សារធាតុចាប់ផ្តើមនៅក្នុងប្រព័ន្ធ ឬការផ្លាស់ប្តូរការប្រមូលផ្តុំនៃផលិតផលតាមពេលវេលា ពោលគឺឧ។ ពេលវេលាប្រតិកម្មជាក់ស្តែងអាស្រ័យលើភាពប្រែប្រួលនៃវិធីសាស្ត្រវិភាគដែលបានប្រើ។

២០.៣.២. ប្រតិកម្មលំដាប់ទីពីរ

ឧទាហរណ៍នៃប្រតិកម្មលំដាប់ទីពីររួមមានការបង្កើតអ៊ីដ្រូសែនអ៊ីយ៉ូតក្នុងដំណាក់កាលឧស្ម័ន (ឬការរលួយរបស់វា)

H 2 + I 2 ® 2HI,

saponification នៃ ester ជាមួយ alkali

CH 3 COOC 2 H 5 + NaOH ® CH 3 COONa + C 2 H 5 OH ,

ការបំផ្លាញនីទ្រីកអុកស៊ីដ (IV)

2NO 2 ® 2NO + O ២

ប្រតិកម្ម bimolecular បឋមជាច្រើនកើតឡើងនៅក្នុងលំដាប់ទីពីរដោយមានការចូលរួមពីអាតូមនិងរ៉ាឌីកាល់សេរីដែលជាដំណាក់កាលមធ្យមនៃប្រតិកម្មគីមី។

ចូរយើងពិចារណានូវប្រតិកម្មលំដាប់ទីពីរដែលដំណើរការទៅតាមសមីការ៖

n 1 A + n 2 B ® ផលិតផល

ប្រសិនបើនៅដំណាក់កាលដំបូងនៃពេលវេលា ( t= 0) កំហាប់នៃសារធាតុ A និង B គឺស្មើគ្នា កនិង ខហើយបន្ទាប់ពីពេលខ្លះ tការផ្តោតអារម្មណ៍ A ថយចុះ xបន្ទាប់មកអត្រាប្រតិកម្ម

. (20.14)

បន្ទាប់ពីបំបែកអថេរ យើងទទួលបាន៖

. (20.15)

ក្នុងករណីសាមញ្ញបំផុត នៅពេលដែលកំហាប់ដំបូងនៃសារធាតុគឺស្មើគ្នា ( ក = ខ) និង ន 1 = ន 2, សមីការ (20.15) យកទម្រង់

. (20.16)

ដោយការរួមបញ្ចូលវាចាប់ពី x= 0 ទៅ x(ខាងឆ្វេង) និងពី t= 0 ទៅ t(ខាងស្តាំ) យើងទទួលបានសមីការ kinetic នៃប្រតិកម្មលំដាប់ទីពីរ៖

(20.17)

. (20.18)

ពីនេះវាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាវិមាត្រនៃអត្រាថេររួមបញ្ចូលបរិមាណដែលទៅវិញទៅមកនៃពេលវេលានិងការផ្តោតអារម្មណ៍, i.e. តម្លៃជាលេខនៃថេរអាស្រ័យលើជម្រើសនៃឯកតាពេលវេលា និងការផ្តោតអារម្មណ៍។

ក្នុងករណីដែលកំពុងពិចារណា វាក៏អាចប្រើគំនិតនៃពេលវេលាប្រតិកម្មពាក់កណ្តាលផងដែរ។ ការជំនួសសមីការ (20.17) t = t 1/2 និង x = ក/2 យើងទទួលបានសម្រាប់ពេលវេលាប្រតិកម្មពាក់កណ្តាល

ដូច្នេះសម្រាប់ប្រតិកម្មលំដាប់ទីពីរ អាយុកាលពាក់កណ្តាលនៃប្រតិកម្មគឺអាស្រ័យមិនត្រឹមតែលើតម្លៃនៃអត្រាថេរប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏អាស្រ័យលើកំហាប់ដំបូងនៃសារធាតុផងដែរ។

ដើម្បីដោះស្រាយសមីការ (20.15) ក្នុងករណីទូទៅ ពេលណា ក ¹ ខ, n 1 ¹ n 2 , ស្រមៃមើលផ្នែកខាងឆ្វេងនៃទំនាក់ទំនងជាផលបូកនៃប្រភាគពីរដែលមានមេគុណ ជាមួយ 1 និង ជាមួយ 2:

. (20.20)

វាច្បាស់ណាស់។

. (20.21)

សមភាពនេះមានសុពលភាពសម្រាប់តម្លៃណាមួយ។ x. ប្រសិនបើយើងជំនួសតម្លៃម្តងមួយៗ x = កនិង x = ខនៅក្នុង (20.21) យើងទទួលបាន

និង . (20.22)

ដោយប្រើតម្លៃដែលទទួលបានពីទីនេះ ជាមួយ 1 និង ជាមួយ 2, យើងរួមបញ្ចូលសមីការ (20.15):

. (20.23)

ដូច្នេះអត្រាប្រតិកម្មលំដាប់ទីពីរគឺថេរ៖

. (20.24)

ក្នុងករណីធម្មតាបំផុតនៅពេល ន 1 = ន 2, យើងទទួលបាន

. (20.25)

២០.៣.៣. ប្រតិកម្មលំដាប់ទីបី

ឧទាហរណ៍នៃប្រតិកម្មលំដាប់ទីបីរួមមានប្រតិកម្មអុកស៊ីតកម្មនៃអុកស៊ីដអាសូត (II) ដែលកើតឡើងក្នុងដំណាក់កាលឧស្ម័ន។

2NO + O 2 ® 2NO

ឬប្រតិកម្មកាត់បន្ថយជាតិដែក (III) ក្លរួនៅក្នុងដំណោះស្រាយ

2FeCl 3 + SnCl 2 ® 2FeCl 2 + SnCl 4 ។

ទាំងនេះក៏រួមបញ្ចូលផងដែរនូវដំណើរការនៃការផ្សំឡើងវិញនៃអាតូម និងរ៉ាឌីកាល់សាមញ្ញ ដោយមានការចូលរួមពីភាគល្អិតទីបីដែលយកថាមពលលើស៖

N + N + M ® N 2 + M

CH + CH + M ® C 2 H 2 + M

សមីការប្រតិកម្មលំដាប់ទីបីអាចត្រូវបានសរសេរជា

ផលិតផល A + B + C ®

ក្នុងករណីសាមញ្ញបំផុតនៅពេលដែលការប្រមូលផ្តុំនៃសារធាតុទាំងអស់គឺដូចគ្នា, i.e. គក = គខ = គគ = ក, អត្រាប្រតិកម្មគឺ

, (20.26)

ហើយបន្ទាប់ពីការរួមបញ្ចូលយើងទទួលបាន:

. (20.27)

ជាទូទៅនៅពេលដែលសារធាតុមានកំហាប់ខុសៗគ្នា ក, ខ, គ, ប្រតិកម្មល្បឿន

. (20.28)

ការរួមបញ្ចូលសមីការនេះតាមរបៀបដូចគ្នាទៅនឹងករណីនៃប្រតិកម្មលំដាប់ទីពីរ យើងទទួលបានសមីការ kinetic៖

២០.៣.៤. ប្រតិកម្ម​លំដាប់​ទី

សម្រាប់ប្រតិកម្មបំពាន ន- លំដាប់ (លើកលែងតែ ន= 1) នៅកំហាប់ដូចគ្នាបេះបិទនៃសារធាតុប្រតិកម្មទាំងអស់ស្មើគ្នា ក, ល្បឿន

, (20.30)

ដែលបន្ទាប់ពីការបំបែកអថេរ និងការរួមបញ្ចូលផ្តល់ឱ្យ

. (20.31)

ក្នុងទម្រង់នេះ រូបមន្តមិនស័ក្តិសមសម្រាប់ការពិពណ៌នាអំពី kinetics នៃប្រតិកម្មលំដាប់ទីមួយទេ ចាប់តាំងពី ន= 1 ភាពមិនប្រាកដប្រជាកើតឡើង; ការបង្ហាញនៃភាពមិនច្បាស់លាស់នាំទៅរកសមីការ (20.10) ។

ជំនួសសមីការ (20.30) t = t 1/2 និង x = ក/2 យើងមកដល់កន្សោមសម្រាប់រយៈពេលនៃប្រតិកម្មពាក់កណ្តាល៖

. (20.32)

២០.៤. វិធីសាស្រ្តកំណត់លំដាប់ប្រតិកម្ម

នៅពេលកំណត់លំដាប់នៃប្រតិកម្ម ដំបូងត្រូវស្វែងរកលំដាប់សម្រាប់ប្រតិកម្មនីមួយៗ។ ដើម្បីធ្វើដូចនេះកំហាប់នៃសារធាតុទាំងអស់ លើកលែងតែវត្ថុដែលកំពុងត្រូវបានពិចារណា ត្រូវបានគេគិតលើស ដូច្នេះពួកគេអាចចាត់ទុកថាជាថេរ និងបញ្ចូលទៅក្នុងអត្រាថេរ។ ដោយប្រើវិធីសាស្រ្តវិភាគណាមួយ ការប្រមូលផ្តុំសារធាតុតេស្តត្រូវបានកំណត់នៅចន្លោះពេលផ្សេងៗគ្នា។ ដើម្បីធានាថាកំហាប់នៃសារធាតុមិនផ្លាស់ប្តូរកំឡុងពេលយកគំរូ និងការវិភាគ ប្រតិកម្មត្រូវបានរារាំង ("កក") - ល្បាយប្រតិកម្មត្រូវបានធ្វើឱ្យត្រជាក់ សារធាតុពិសេសត្រូវបានណែនាំ។ល។ មានវិធីផ្សេងគ្នាជាច្រើនដើម្បីកំណត់លំដាប់ ដែលជារឿងធម្មតាបំផុតដែលយើងនឹងមើល។

1. វិធីសាស្រ្តជ្រើសរើសក្រាហ្វិក. ដូចខាងក្រោមពីសមីការ (20.10) សម្រាប់ប្រតិកម្មលំដាប់ទីមួយ ទំនាក់ទំនងលីនេអ៊ែរត្រូវបានពេញចិត្តនៅក្នុងលោការីតកូអរដោណេនៃការផ្តោតអារម្មណ៍-ពេលវេលា។ សម្រាប់ប្រតិកម្មលំដាប់ទីពីរ ការពឹងផ្អែកបែបនេះត្រូវបានសង្កេតឃើញនៅក្នុងកូអរដោនេ 1/( ក-x) – t(សមីការ (២០.១៧)) និងសម្រាប់ប្រតិកម្ម នបន្ទាត់ត្រង់លំដាប់ទី 1 ត្រូវបានទទួលនៅក្នុងកូអរដោនេ 1/( ក – x) - ពេលវេលា (សមីការ (20.30)) ។ ដូច្នេះ ដោយប្រើតម្លៃកំហាប់ដែលទទួលបាននៅក្នុងការពិសោធន៍នៅចំណុចផ្សេងៗគ្នាក្នុងពេលវេលា គ្រោងក្រាហ្វក្នុងកូអរដោណេជាក់លាក់រហូតដល់ការពឹងផ្អែកលីនេអ៊ែរត្រូវបានទទួល។

2. វិធីសាស្រ្តនៃការវិភាគនៃសមីការមាននៅក្នុងការគណនាអត្រាថេរដោយជំនួសទិន្នន័យពិសោធន៍ទៅជាសមីការគីណេទិកផ្សេងៗ។ ប្រសិនបើសមីការត្រូវបានជ្រើសរើសត្រឹមត្រូវ អត្រាថេរគួរតែនៅថេរក្នុងកំហុសពិសោធន៍ដោយមិនគិតពីពេលវេលា។ បំរែបំរួលជាប្រព័ន្ធនៃអត្រាថេរបង្ហាញថាសមីការត្រូវបានជ្រើសរើសមិនត្រឹមត្រូវ។

3. ការកំណត់លំដាប់ដោយពាក់កណ្តាលជីវិត. ដោយយកលោការីតនៃសមីការ (20.31) សម្រាប់រយៈពេលពាក់កណ្តាលប្រតិកម្ម យើងទទួលបាន៖

. (20.33)

នេះគឺជាទំនាក់ទំនងលីនេអ៊ែរនៅក្នុងកូអរដោនេ lg t 1/2 - លីត្រ ក. តាមរយៈការសាងសង់ក្រាហ្វក្នុងកូអរដោនេទាំងនេះ (រូបភាព 20.3) ដោយប្រើតង់សង់នៃមុំទំនោរនៃបន្ទាត់ត្រង់ យើងកំណត់លំដាប់នៃប្រតិកម្ម។ ផ្នែកដែលកាត់ផ្តាច់ដោយបន្ទាត់ត្រង់នៅលើ ordinate គឺស្មើនឹង ដែលអត្រាប្រតិកម្មថេរអាចត្រូវបានគណនា k.

4. វិធីសាស្រ្តក្រាហ្វិកសម្រាប់កំណត់លំដាប់. ប្រតិកម្មល្បឿន ននៃលំដាប់ទីសម្រាប់សារធាតុដែលបានផ្តល់ឱ្យគឺស្មើនឹង

v = kcnឬ

lg v= កំណត់ហេតុ k + ន lg គ, (20.34)

កន្លែងណា គ- កំហាប់បច្ចុប្បន្ននៃប្រតិកម្ម។

ដើម្បីកំណត់លំដាប់ ដំបូងត្រូវបង្កើតក្រាហ្វនៃទំនាក់ទំនងពេលប្រមូលផ្តុំ។ ការគូរតង់សង់ទៅខ្សែកោងនៅចំណុចដែលត្រូវគ្នានឹងពេលវេលាផ្សេងៗគ្នា t 1 , t 2 , ... , ត្រូវបានរកឃើញពីតង់សង់នៃមុំតង់សង់នៃអត្រាប្រតិកម្ម v 1 , v 2 , ... នៅចំណុចទាំងនេះនៅក្នុងពេលវេលា (រូបភាព 20.5a) ។ បន្ទាប់មកលោការីតនៃអត្រាត្រូវបានគ្រោងជាមុខងារនៃលោការីតនៃការប្រមូលផ្តុំដែលត្រូវគ្នា គ 1 , គ 2,.... យោងទៅតាមសមីការ (20.25) គួរតែទទួលបានបន្ទាត់ត្រង់ តង់សង់នៃមុំទំនោរដែលស្មើនឹងលំដាប់នៃប្រតិកម្ម ហើយផ្នែកដែលកាត់ផ្តាច់នៅលើអ័ក្សកំណត់គឺជាលោការីត។ នៃអត្រាថេរ (រូបភាព 20.5b) ។

វាក៏មានវិធីសាស្រ្តផ្សេងទៀតសម្រាប់កំណត់លំដាប់នៃប្រតិកម្មផងដែរ។ ដើម្បីកំណត់ទីតាំងនៃបរិមាណនេះដោយភាពជឿជាក់ ជាធម្មតាចាំបាច់ត្រូវប្រើវិធីសាស្រ្តជាច្រើន។

២០.៥. ប្រតិកម្មស្មុគស្មាញ

ប្រតិកម្មស្មុគ្រស្មាញរួមមានដំណើរការដែលប្រតិកម្មជាច្រើនកើតឡើងក្នុងពេលដំណាលគ្នា (បញ្ច្រាស ប៉ារ៉ាឡែល បន្តបន្ទាប់បន្សំ។ល។)

ដើម្បីពិពណ៌នាអំពី kinetics នៃប្រតិកម្មស្មុគស្មាញ សូមប្រើ គោលការណ៍ឯករាជ្យ, ឯណា នៅពេលដែលប្រតិកម្មជាច្រើនកើតឡើងនៅក្នុងប្រព័ន្ធមួយ ពួកវានីមួយៗដំណើរការដោយឯករាជ្យពីអ្នកដទៃ និងគោរពតាមច្បាប់ជាមូលដ្ឋាននៃ kinetics. វាគួរតែត្រូវបានកត់សម្គាល់ថាគោលការណ៍នេះគឺមិនតឹងរ៉ឹងជាដាច់ខាតហើយមិនប្រកាន់យកឧទាហរណ៍សម្រាប់ប្រតិកម្មរួម។

២០.៥.១. ប្រតិកម្មលំដាប់ទីមួយដែលអាចបញ្ច្រាសបាន។

ប្រតិកម្មលំដាប់ទីមួយដែលអាចបញ្ច្រាសបាន (ពីរផ្លូវ) រួមមានប្រតិកម្ម isomerization ឧទាហរណ៍ ការ isomerization នៃ ammonium cyanide ទៅអ៊ុយក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous

NH 4 CNO L (NH 2) 2 CO

ឬការផ្លាស់ប្តូរគ្លុយកូស

ក- គ្លុយកូស L ខ- គ្លុយកូស។

សមីការសម្រាប់ប្រតិកម្មបែបនេះជាទូទៅអាចត្រូវបានតំណាងជាទម្រង់

កន្លែងណា k 1 និង k 2 - អត្រាថេរនៃប្រតិកម្មទៅមុខនិងបញ្ច្រាស។

ដោយសារប្រតិកម្មដែលកំពុងពិចារណាដំណើរការក្នុងទិសដៅផ្ទុយ អត្រារួមរបស់វាគឺស្មើនឹងភាពខុសគ្នានៃអត្រានៃប្រតិកម្មទៅមុខ និងបញ្ច្រាស៖

, (20.35)

កន្លែងណា កនិង ខ- បរិមាណដំបូងនៃសារធាតុ A និង B, x- បរិមាណនៃសារធាតុ A ដែលមានប្រតិកម្មនៅពេលបច្ចុប្បន្ន t.

ចូរយើងបំប្លែងសមីការ (២០.៣៥) ទៅជាទម្រង់៖

នៅពេលដែលលំនឹងត្រូវបានបង្កើតឡើងវានឹងមានប្រតិកម្ម x¥ moles នៃសារធាតុ A ហើយអត្រាប្រតិកម្មនៅលំនឹងគឺសូន្យ។ ពីលក្ខខណ្ឌទាំងនេះវាធ្វើតាមនោះ។

, (20.37)

ហើយសមីការ (20.36) មានទម្រង់៖

. (20.38)

ការបំបែកអថេរ និងការរួមបញ្ចូលពី 0 ទៅ tនិងពី 0 ទៅ x, យើង​ទទួល​បាន:

. (20.39)

ដោយប្រើរូបមន្តនេះ អ្នកអាចកំណត់បានតែផលបូកនៃអត្រាថេរប៉ុណ្ណោះ។ k 1 និង k២. ដើម្បីស្វែងរកថេរទាំងនេះដាច់ដោយឡែក យើងប្រើលក្ខខណ្ឌលំនឹង៖

. (20.40)

, (20.41)

កន្លែងណា ខេ គ- លំនឹងថេរ។

ដំណោះស្រាយរួមនៃសមីការ (20.29) និង (20.30) អនុញ្ញាតឱ្យមនុស្សម្នាក់គណនាអត្រាថេរនៃប្រតិកម្មទៅមុខ និងបញ្ច្រាស។ k 1 និង k 2 .

ក្នុងករណីមានប្រតិកម្មបញ្ច្រាសដ៏ស្មុគស្មាញ (លំដាប់ទីពីរ ទីបី) វិធីសាស្រ្តដូចគ្នាអាចត្រូវបានប្រើ ប៉ុន្តែភាពស្មុគស្មាញនៃដំណើរការគណិតវិទ្យាកើនឡើងដោយធម្មជាតិ។

២០.៥.២. ប្រតិកម្មប៉ារ៉ាឡែល

ក្នុងករណីមានប្រតិកម្មស្របគ្នា សារធាតុដូចគ្នាមានប្រតិកម្មក្នុងពេលដំណាលគ្នាក្នុងទិសដៅជាច្រើន បង្កើតបានជាផលិតផលផ្សេងៗគ្នា។ ឧទាហរណ៍ ក្នុងអំឡុងពេល nitration នៃ phenol, ortho-, meta-, និង para-nitrophenols ត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងពេលដំណាលគ្នា។

ចូរយើងពិចារណាករណីសាមញ្ញបំផុតនៃប្រតិកម្មលំដាប់ទីមួយដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបានស្របគ្នាពីរ៖

ដោយប្រើគោលការណ៍ឯករាជ្យ យើងសរសេរកន្សោមសម្រាប់អត្រាប្រតិកម្មនៃការបំប្លែងសារធាតុ A ទៅជា B និង C៖

បន្ទាប់ពីការរួមបញ្ចូលវាយើងទទួលបាន

(20.43)

. (20.44)

សមីការទាំងនេះស្របគ្នាជាមួយនឹងសមីការ (20.10) និង (20.11) សម្រាប់ប្រតិកម្មលំដាប់ទីមួយដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបានជាមួយនឹងភាពខុសគ្នាដែលជំនួសឱ្យអត្រាថេរមួយ។ kយើងទទួលបានផលបូកនៃចំនួនថេរ k 1 និង k២. ដើម្បីស្វែងរកតម្លៃបុគ្គល k 1 និង k 2, យើងសរសេរសមីការសម្រាប់អត្រានៃការបង្កើតសារធាតុ B និង C ( គខ និង គគ - កំហាប់បច្ចុប្បន្ននៃសារធាតុទាំងនេះ៖

និង . (20.45)

ចូរជំនួសតម្លៃនៅទីនេះ ( ក – x) ពីសមីការ (20.44) ។ បន្ទាប់មក

. (20.46)

ការរួមបញ្ចូលសមីការនេះពី 0 ទៅ គ B និង 0 ទៅ t, យើង​ទទួល​បាន

. (20.47)

ដូចគ្នានេះដែរសម្រាប់សារធាតុ C:

. (20.48)

ពីសមីការពីរចុងក្រោយ វាធ្វើតាមនោះ។

គខ/ គគ = k 1 /k 2 , (20.49)

ទាំងនោះ។ នៅគ្រប់ពេលនៃប្រតិកម្ម សមាមាត្រនៃការប្រមូលផ្តុំផលិតផលគឺជាតម្លៃថេរស្មើនឹងសមាមាត្រនៃអត្រាថេរនៃប្រតិកម្មប៉ារ៉ាឡែល។ ដំណោះស្រាយរួមនៃសមីការ (20.31) និង (20.33) អនុញ្ញាតឱ្យយើងគណនាចំនួនថេរទាំងនេះ k 1 និង k 2 .

២០.៥.៣. ប្រតិកម្មជាបន្តបន្ទាប់

ដូចដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ ប្រតិកម្មគីមីភាគច្រើនមានយន្តការស្មុគ្រស្មាញ ហើយពួកគេឆ្លងកាត់ដំណាក់កាលបន្តបន្ទាប់គ្នាជាច្រើន ហើយផលិតផលចុងក្រោយត្រូវបានបង្កើតឡើងពីផលិតផលកម្រិតមធ្យមមិនស្ថិតស្ថេរ - ម៉ូលេគុល អាតូម រ៉ាឌីកាល់សេរី។ ក្នុងន័យនេះ ការសិក្សាអំពីប្រតិកម្មបន្តបន្ទាប់គ្នា (បន្តបន្ទាប់គ្នា) តំណាងឱ្យកិច្ចការដ៏សំខាន់បំផុតនៃ kinetics គីមី។

ករណីសាមញ្ញបំផុតដែលត្រូវពិចារណាគឺករណីនៃប្រតិកម្មលំដាប់ទីមួយដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបានជាបន្តបន្ទាប់ពីរ៖

នៅគ្រាដំបូងនៃពេលវេលា t= 0 កំហាប់នៃសារធាតុ A គឺ កសារធាតុ B និង C គឺអវត្តមាន។ នៅចំណុចណាមួយនៅក្នុងពេលវេលា tកំហាប់នៃសារធាតុគឺស្មើគ្នា, រៀងគ្នា: គក = ក – x; គខ = x – y; គគ = y.

អត្រានៃការបំប្លែងសារធាតុ A ទៅជា B គឺស្មើនឹង

, (20.50)

និងអត្រានៃការបង្កើតសារធាតុ C ពីខ

. (20.51)

ដំណោះស្រាយចំពោះសមីការទីមួយត្រូវបានពិភាក្សាមុននេះ (សូមមើលផ្នែក 20.3.1)៖

. (20.52)

ការជំនួសតម្លៃនេះទៅក្នុងសមីការទីពីរ យើងទទួលបាន៖

. (20.53)

ចូរយើងធ្វើសមកាលកម្មជាបណ្ដោះអាសន្ននៃពាក្យទីមួយនៅខាងស្តាំនៃសមីការនេះទៅសូន្យ៖

អាបូ (20.54)

បន្ទាប់ពីការរួមបញ្ចូលយើងទទួលបាន

, (20.55)

កន្លែងណា Z- ការរួមបញ្ចូលតាមលក្ខខណ្ឌថេរ។ បន្ទាប់មក

តាមពិតទៅ Zមិនថេរ ប៉ុន្តែអាស្រ័យលើពេលវេលា។ ដូច្នេះ យើងបែងចែកសមីការខុសគ្នា (20.56) ដោយពិចារណា Zមុខងារនៃពេលវេលា៖

. (20.57)

បានផ្តល់តម្លៃ yពីសមីការ (20.55) យើងឃើញថា

. (20.58)

ការប្រៀបធៀបសមីការចុងក្រោយជាមួយសមីការ (20.53) យើងឃើញថា

. (20.59)

បន្ទាប់ពីការរួមបញ្ចូលយើងរកឃើញ

. (20.60)

កន្លែងណា I- ការរួមបញ្ចូលថេរ។

តម្លៃដែលទទួលបាន Zជំនួសសមីការ (20.56):

. (20.61)

យើងរកឃើញការរួមបញ្ចូលថេរពីលក្ខខណ្ឌដែលនៅដំណាក់កាលដំបូងនៃពេលវេលា t= 0 កំហាប់នៃសារធាតុ C y = 0:

ហើយជាចុងក្រោយ យើងទទួលបានភាពអាស្រ័យនៃការប្រមូលផ្តុំនៃផលិតផលចុងក្រោយទាន់ពេលវេលា៖

. (20.63)

យើងនឹងរកឃើញការពឹងផ្អែកនៃការប្រមូលផ្តុំនៃផលិតផលកម្រិតមធ្យមទាន់ពេលវេលាដោយប្រើបរិមាណ xនិង y:

. (20.64)

ពីសមីការ (20.63) វាកើតឡើងថាការប្រមូលផ្តុំនៃផលិតផលចុងក្រោយនៅក្នុងដែនកំណត់មាននិន្នាការទៅកំហាប់ដំបូងនៃសារធាតុ A (នៅ t®¥ y® ក), i.e. សារធាតុចាប់ផ្តើមត្រូវបានបំប្លែងទាំងស្រុងទៅជាផលិតផល C ។

ការផ្តោតអារម្មណ៍នៃផលិតផលកម្រិតមធ្យមឆ្លងកាត់អតិបរមាចាប់តាំងពីយោងទៅតាមសមីការ (20.64) នៅ t = 0 (x – y) = 0 និងនៅ t®¥ ( x – y)® 0 និងនៅពេលណាមួយផ្សេងទៀត កំហាប់ ( x – y) >0.

ពេលវេលាដើម្បីឈានដល់អតិបរមា tអតិបរមាអាចត្រូវបានកំណត់ពីលក្ខខណ្ឌធ្ងន់ធ្ងរ:

. (20.65)

ចូរបែងចែកសមីការខុសគ្នា (20.64)៖

. (20.66)

ស្របតាមលក្ខខណ្ឌ (20.65)

បន្ទាប់ពីយកលោការីត និងដោះស្រាយសមីការនេះសម្រាប់ tយើង​ទទួល​បាន

(20.68)

ទាំងនោះ។ ពេល​វេលា​ដើម្បី​ឈាន​ដល់​កម្រិត​អតិបរមា​គឺ​មិន​ត្រឹម​តែ​អាស្រ័យ​លើ​សមាមាត្រ​នៃ​អត្រា​ថេរ​ទេ។ k 2 និង k 1, ប៉ុន្តែក៏នៅលើតម្លៃដាច់ខាតរបស់ពួកគេ។

ធម្មជាតិនៃការផ្លាស់ប្តូរការប្រមូលផ្តុំសារធាតុតាមពេលវេលាត្រូវបានបង្ហាញតាមគ្រោងការណ៍ក្នុងរូបភាព 20.5 ។

ការផ្តោតអារម្មណ៍កម្រិតមធ្យមអតិបរមា

. (20.69)

ប្រសិនបើអ្នកបញ្ចូលឈ្មោះ k 2 /k 1 = q, នោះ។

. (20.70)

វាដូចខាងក្រោមថាកំហាប់អតិបរមានៃផលិតផលកម្រិតមធ្យមអាស្រ័យតែលើសមាមាត្រនៃអត្រាថេរ k 2 និង k 1 .

ប្រសិនបើផលិតផលកម្រិតមធ្យមមានស្ថេរភាព, i.e. k 1 >> k 2, រ៉ិចទ័រ qតូច​ណាស់ ( q << 1) и ею можно пренебречь по сравнению с единицей. В этих условиях

ទាំងនោះ។ ស្ទើរតែទាំងអស់នៃសម្ភារៈចាប់ផ្តើមប្រមូលផ្តុំជាផលិតផលកម្រិតមធ្យម។ នេះពិតជាធម្មជាតិណាស់ ចាប់តាំងពីសារធាតុកម្រិតមធ្យម B បំប្លែងទៅជាសារធាតុចុងក្រោយ C ក្នុងអត្រាទាបបំផុត ហើយនៅក្នុងដែនកំណត់នៃ k 2 ® 0 ប្រតិកម្មទីពីរមិនកើតឡើងទេ។

ប្រសិនបើផលិតផលកម្រិតមធ្យមមិនស្ថិតស្ថេរខ្លាំង។ k 2 >> k 1 , q>> 1 ក្នុងសមីការ (20.70) មួយអាចត្រូវបានគេមិនយកចិត្តទុកដាក់បើប្រៀបធៀបទៅនឹង q, បន្ទាប់មក

. (20.72)

ចាប់តាំងពីតម្លៃ qមានទំហំធំ បន្ទាប់មកការប្រមូលផ្តុំនៃផលិតផលកម្រិតមធ្យមគឺទាបណាស់។

ខ្សែកោង y = f(t) ដែលបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរកំហាប់នៃផលិតផលចុងក្រោយ C កំឡុងពេលប្រតិកម្ម មាន ស- តួអក្សរ។ ក្នុងរយៈពេលដំបូង អត្រានៃការបង្កើតផលិតផលចុងក្រោយមានកម្រិតទាប ហើយបរិមាណរបស់វាគឺតិចតួចណាស់ ដែលវាមិនត្រូវបានរកឃើញដោយការវិភាគ។ រយៈពេលប្រតិកម្មដំបូងនេះត្រូវបានគេហៅថា ការបញ្ចូល. បន្ទាប់ពីរយៈពេលនៃការចាប់ផ្តើម ការប្រមូលផ្តុំនៃផលិតផលចុងក្រោយកើនឡើងយឺតៗនៅពេលដំបូង បន្ទាប់មកលឿនជាងមុន និងលឿនជាងមុន ប៉ុន្តែបន្ទាប់ពីពេលខ្លះអត្រានៃការបង្កើតថយចុះម្តងទៀត ពោលគឺឧ។ មានចំណុចឆ្លុះនៅលើខ្សែកោង។ ដើម្បីស្វែងរកពេលវេលាដែលត្រូវគ្នានឹងចំណុចបញ្ឆេះ យើងធ្វើសមកាលកម្មដេរីវេទី 2 នៃសមីការ (20.62) ទៅសូន្យ ពីកន្លែងដែលយើងរកឃើញចំណុចនេះ៖

, (20.73)

ទាំងនោះ។ ចំណុចបញ្ឆេះស្របគ្នានឹងពេលវេលាដែលកំហាប់អតិបរមានៃផលិតផលកម្រិតមធ្យមត្រូវបានឈានដល់។

២០.៦. វិធីសាស្រ្តផ្តោតអារម្មណ៍ស្ថានី

ក្នុងករណីសាមញ្ញបំផុតនៃប្រតិកម្មលំដាប់ទីមួយជាប់គ្នាពីរដែលបានពិចារណាខាងលើ សមីការត្រូវបានទទួលសម្រាប់ការប្រមូលផ្តុំនៃផលិតផលកម្រិតមធ្យម និងចុងក្រោយ ដែលមិនអាចដោះស្រាយបានយ៉ាងតឹងរ៉ឹងទាក់ទងនឹងអត្រាថេរ ពោលគឺឧ។ វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការគណនាក្រោយដោយផ្ទាល់ពីទិន្នន័យពិសោធន៍លើការពឹងផ្អែកនៃការប្រមូលផ្តុំទាន់ពេលវេលា។ ក្នុងករណីស្មុគស្មាញនៃប្រតិកម្មបន្តបន្ទាប់គ្នាជាច្រើននៃការបញ្ជាទិញផ្សេងៗគ្នា ការពិពណ៌នាគណិតវិទ្យាដ៏តឹងរឹងនៃ kinetics ជារឿយៗមិនអាចទៅរួចទេ។

ដើម្បីពិពណ៌នាអំពី kinetics នៃប្រតិកម្មពហុដំណាក់កាល មនុស្សម្នាក់អាចប្រើប្រហាក់ប្រហែល វិធីសាស្រ្តផ្តោតអារម្មណ៍ថេរបូដិនស្ទីន។ វិធីសាស្រ្តគឺផ្អែកលើសំណើនោះ។ បន្ទាប់ពីរយៈពេលខ្លីមួយបន្ទាប់ពីការចាប់ផ្តើមនៃប្រតិកម្ម អត្រានៃការបង្កើតផលិតផលកម្រិតមធ្យមនឹងមានចំនួនប្រហែលស្មើនឹងអត្រានៃការពុកផុយរបស់វា ហើយអត្រាសរុបនៃការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងការប្រមូលផ្តុំនៃផលិតផលកម្រិតមធ្យមមិនស្ថិតស្ថេរអាចត្រូវបានគេចាត់ទុកថាស្មើនឹងសូន្យ។ សម្រាប់រយៈពេលយូរគ្រប់គ្រាន់, i.e. ក្នុងអំឡុងពេលនេះ។ កំហាប់ស្ថានីនៃផលិតផលមិនស្ថិតស្ថេរត្រូវបានបង្កើតឡើង.

ជាឧទាហរណ៍ សូមពិចារណាអំពីប្រតិកម្មមួយចំនួន

ដែលដំណើរការជាមួយការបង្កើតផលិតផលកម្រិតមធ្យមពីរ M 1 និង M 2 តាមគ្រោងការណ៍៖

១) A ® 2M ១ k 1

2) M 1 + B ® C + M ២ k 2

៣) M 2 + A ® C + M ១ k 3

4) M 1 + M 1 ® ក k 4

ចូរយើងបញ្ជាក់ដោយ គ oA និង គ oB ការប្រមូលផ្តុំដំបូងនៃសារធាតុ A និង B, ឆ្លងកាត់ c i- ការប្រមូលផ្តុំបច្ចុប្បន្ននៃអ្នកចូលរួមប្រតិកម្មទាំងអស់។ ដោយប្រើគ្រោងការណ៍ប្រតិកម្មដែលបានស្នើឡើង យើងសរសេរកន្សោមសម្រាប់ការថយចុះកំហាប់នៃ A និង B និងបង្កើនកំហាប់ C តាមពេលវេលា៖

, (20.74)

, (20.75)

. (20.76)

អត្រានៃការផ្លាស់ប្តូរកំហាប់នៃផលិតផលកម្រិតមធ្យម M 1 និង M 2 គឺស្មើនឹង៖

. (20.78)

ដោយសន្មត់ថាកំហាប់នៃផលិតផលកម្រិតមធ្យមកំឡុងពេលប្រតិកម្មមានកម្រិតទាប ហើយយកទៅក្នុងគណនីសមីការ stoichiometric យើងអាចសរសេរបាន៖

, (20.79)

. (20.80)

បន្ទាប់មកបន្ទាប់ពីភាពខុសគ្នាទាក់ទងនឹងពេលវេលាយើងទទួលបាន:

, (20.81)

. (20.82)

ចូរយើងជំនួសតម្លៃនៃល្បឿន (20.74) និង (20.77) ទៅជាសមីការ (20.81)៖

កន្សោមចុងក្រោយស្របគ្នានឹងសមីការ (20.77) សម្រាប់អត្រានៃការបង្កើតផលិតផលកម្រិតមធ្យម M 1 ដែលបង្កប់ន័យថា

ដូចគ្នានេះដែរ ការជំនួសតម្លៃល្បឿន (20.74) និង (20.75) ទៅជាសមីការ (20.82) ហើយប្រៀបធៀបជាមួយ (20.77) យើងទទួលបាន

សមីការ (20.85) និង (20.86) គឺជាការបង្ហាញនៃគោលការណ៍ស្ថានី។

សរុបសេចក្តីមក យើងកត់សំគាល់ថា វិធីសាស្រ្តនៃការប្រមូលផ្តុំស្ថានីមិនតឹងរ៉ឹងទាំងស្រុងទេ កម្មវិធីរបស់វាត្រូវបានកំណត់ចំពោះការបំពេញលក្ខខណ្ឌដូចជា (20.78), (20.79) ពោលគឺឧ។ ការបង្កើតផលិតផលកម្រិតមធ្យមមិនស្ថិតស្ថេរខ្លាំង ការប្រមូលផ្តុំដែលកំឡុងពេលប្រតិកម្មប្រែទៅជាតូច។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយនៅក្នុងការអនុវត្ត ករណីបែបនេះកើតឡើងជាញឹកញាប់ (ការបង្កើតអាតូម និងរ៉ាឌីកាល់សេរីជាផលិតផលកម្រិតមធ្យម) ដូច្នេះវិធីសាស្ត្រនៃការប្រមូលផ្តុំស្ថានីបានរីករាលដាលនៅក្នុងការសិក្សាអំពី kinetics និងយន្តការនៃប្រតិកម្មផ្សេងៗ។

២០.៧. ឥទ្ធិពលនៃសីតុណ្ហភាពលើអត្រានៃប្រតិកម្មគីមី

ក្នុងករណីភាគច្រើន ការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាពនាំទៅរកការកើនឡើងនូវអត្រាថេរនៃប្រតិកម្មគីមី។ យោង​ទៅ​តាម ក្បួនរបស់ Van't Hoffមេគុណសីតុណ្ហភាពនៃល្បឿន g, i.e. សមាមាត្រនៃអត្រាប្រតិកម្មថេរនៅសីតុណ្ហភាព ធនិង ធ+ ១០ ប្រែប្រួលពី ២ ទៅ ៤៖

. (20.87)

ជាទូទៅសីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរពី ធពីមុន ធ + 10ន, កន្លែងណា ន- ចំនួនវិជ្ជមាន ឬអវិជ្ជមាន ចំនួនគត់ ឬប្រភាគ សម្រាប់មេគុណសីតុណ្ហភាព អ្នកអាចសរសេរ៖

ច្បាប់របស់ Van't Hoff ត្រូវបានគេទទួលបានជាក់ស្តែង និងប្រហាក់ប្រហែល។ តម្លៃមេគុណសីតុណ្ហភាពមិនស្ថិតស្ថេរទេ ដោយសារសីតុណ្ហភាពប្រែប្រួល និងមានទំនោរទៅរកការឯកភាពគ្នានៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ ដូច្នេះក្បួនអាចត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការប៉ាន់ប្រមាណពាក់កណ្តាលបរិមាណនៅក្នុងតំបន់នៃសីតុណ្ហភាពទាប។

ច្បាស់ជាងនេះទៅទៀត ការពឹងផ្អែកនៃអត្រាថេរលើសីតុណ្ហភាពត្រូវបានបញ្ជូនដោយសមីការ Arrhenius៖

, (20.89)

កន្លែងណា INនិង ជាមួយ- ថេរ លក្ខណៈនៃប្រតិកម្មដែលបានផ្តល់ឱ្យ និងឯករាជ្យនៃសីតុណ្ហភាព។

សមីការ Arrhenius ក៏ត្រូវបានទទួលជាលើកដំបូងផងដែរ ហើយបន្ទាប់មកបានរាប់ជាសុចរិតតាមទ្រឹស្តី។

នៅពេលទទួលបានសមីការ Arrhenius បានសន្មត់ថាមិនមែនគ្រប់ម៉ូលេគុលទាំងអស់អាចមានប្រតិកម្មនោះទេ ប៉ុន្តែមានតែពួកវាមួយចំនួនប៉ុណ្ណោះដែលស្ថិតក្នុងស្ថានភាពសកម្មពិសេស។ ម៉ូលេគុលទាំងនេះត្រូវបានបង្កើតឡើងពីវត្ថុធម្មតានៅក្នុងដំណើរការ endothermic ជាមួយនឹងការស្រូបយកកំដៅ អ៊ី អេ. ដូច្នេះឧទាហរណ៍នៅក្នុងប្រតិកម្ម

ម៉ូលេគុល A* សកម្មត្រូវបានបង្កើតឡើងពីម៉ូលេគុល A ធម្មតា តាមគ្រោងការណ៍ខាងក្រោម៖

A L A* + អ៊ី អេ

យោងតាម ​​Arrhenius ដំណើរការនេះគឺអាចបញ្ច្រាស់បាន និងលឿន ដូច្នេះប្រព័ន្ធតែងតែរក្សាលំនឹងទែរម៉ូឌីណាមិករវាង A និង A* ដែលអាចត្រូវបានកំណត់ដោយលំនឹងថេរ។ ខេ គ:

ឬ = ខេ គ[ក]។ (20.90)

វាត្រូវបានសន្មត់ថាកំហាប់នៃទម្រង់សកម្មមានកម្រិតទាប ហើយកំហាប់លំនឹង [A] នៃម៉ូលេគុលដំបូង A គឺស្ទើរតែស្មើនឹងកំហាប់បច្ចុប្បន្ន។ គក » [A] ។ ការផ្លាស់ប្តូរលំនឹងថេរជាមួយនឹងសីតុណ្ហភាពត្រូវបានពិពណ៌នាដោយសមីការ Van't Hoff isochore

. (20.91)

ការសន្មត់ចុងក្រោយរបស់ Arrhenius គឺថាការបំប្លែងម៉ូលេគុលសកម្មទៅជាផលិតផលចុងក្រោយកើតឡើងក្នុងអត្រាឯករាជ្យនៃសីតុណ្ហភាព និងយឺតបន្តិច៖

ដូច្នេះអត្រានៃការបង្កើតសារធាតុ B គឺស្មើនឹង

កន្លែងណា k'- អត្រាថេរដោយមិនគិតពីសីតុណ្ហភាព។

ម៉្យាងវិញទៀត យោងទៅតាមការប្រកាសជាមូលដ្ឋាននៃគីមីវិទ្យា អត្រានៃប្រតិកម្ម A ® B គឺស្មើនឹង

កន្លែងណា kគឺជាអត្រាថេរដែលបានកំណត់ដោយពិសោធន៍ ដែលអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាព។

ការប្រៀបធៀបសមីការ (20.92) និង (20.93) ហើយពិចារណាលើការសន្មត់ដែលបានធ្វើពីមុនទាំងអស់ យើងទទួលបាន៖

វាធ្វើតាមថាអត្រាពិសោធន៍ថេរ

k = k"cឬ ln k= កំណត់ហេតុ k"+ln ខេ គ. (20.95)

ដោយសារតែ k'មិនអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាពទេបន្ទាប់មកបែងចែកដោយ ធ, យើង​ទទួល​បាន

. (20.96)

ដោយប្រើសមីការ Van't Hoff (20.91) យើងមកដល់សមីការ Arrhenius ក្នុងទម្រង់ឌីផេរ៉ង់ស្យែល៖

មាត្រដ្ឋាន អ៊ី អេហៅ ថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មឬថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មដែលមានបទពិសោធន៍។ នៅក្នុងក្របខ័ណ្ឌនៃគំនិតដែលបានបង្ហាញនេះគឺជាបរិមាណនៃកំដៅដែលចាំបាច់ដើម្បីបំលែងម៉ូលេគុលមួយនៅក្នុងស្ថានភាពធម្មតាទៅជាទម្រង់សកម្មពិសេសដែលមានប្រតិកម្ម។

ការរួមបញ្ចូលសមីការ (20.96) ក្រោមការសន្មត់ថាថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មគឺឯករាជ្យនៃសីតុណ្ហភាពយើងទទួលបាន:

, (20.98)

កន្លែងណា ជាមួយ- ការរួមបញ្ចូលថេរ។

សមីការលទ្ធផលស្របគ្នានឹងសមីការ Arrhenius ជាក់ស្តែង (20.89) ដែលនៅក្នុងនោះថេរ INត្រូវ​នឹង​តម្លៃ អ៊ី អេ/រឬ អ៊ី អេ = BR. តាមរយៈសមីការសក្តានុពល (20.98) យើងអាចតំណាងវាក្នុងទម្រង់អិចស្ប៉ូណង់ស្យែល ការកំណត់ អ៊ី គ= A:

. (20.99)

ដូចដែលអាចមើលឃើញពីសមីការ (20.97) លោការីតនៃអត្រាថេរគឺជាមុខងារលីនេអ៊ែរនៃសីតុណ្ហភាពបញ្ច្រាស។ ដូច្នេះសម្រាប់ការកំណត់ពិសោធន៍ អ៊ី អេស្វែងរកអថេរអត្រាប្រតិកម្មនៅសីតុណ្ហភាពជាច្រើន និងកំណត់ការពឹងផ្អែកនៅក្នុងកូអរដោនេ ln k – 1/ធ(រូបភាព 20.6) ។ ផ្នែកដែលកាត់ផ្តាច់ដោយបន្ទាត់ត្រង់នៅលើអ័ក្សតម្រៀបគឺស្មើនឹងថេរ ជាមួយហើយថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មត្រូវបានគណនាពីតង់សង់នៃបន្ទាត់ត្រង់។

ប្រសិនបើអត្រាប្រតិកម្មត្រូវបានដឹងនៅសីតុណ្ហភាពពីរប៉ុណ្ណោះ។ ធ 1 និង ធ 2, ថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មអាចត្រូវបានគណនាពីទំនាក់ទំនងដែលទទួលបានដោយការរួមបញ្ចូលសមីការ (20.97) នៅក្នុងសីតុណ្ហភាពទាំងនេះ:

, (20.100)

កន្លែងណា k 1 និង k 2 - អត្រាថេរនៅសីតុណ្ហភាព ធ 1 និង ធ 2 រៀងៗខ្លួន។

ក្នុងករណីខ្លះគ្រោងនៃ ln k – 1/ធមានរូបរាងផ្សេងគ្នា - វាមានបន្ទាត់ត្រង់ប្រសព្វគ្នាពីរដែលមានជម្រាលខុសៗគ្នាដែលបង្ហាញពីធម្មជាតិស្មុគស្មាញនៃប្រតិកម្ម។ ជាឧទាហរណ៍ អ៊ីដ្រូសែនអាចមានប្រតិកម្មជាមួយនឹងស្ពាន់ធ័ររាវ និងឧស្ម័ន។ ប្រសិនបើអ៊ីដ្រូសែន ស្ពាន់ធ័ររាវ និងចំហាយរបស់វាមានវត្តមានក្នុងពេលដំណាលគ្នានៅក្នុងកប៉ាល់ បន្ទាប់មកនៅសីតុណ្ហភាពទាប ប្រតិកម្មនៃអ៊ីដ្រូសែនជាមួយស្ពាន់ធ័ររាវកើតឡើងជាមួយនឹងថាមពលសកម្មទាប (ផ្នែកទី 1 ក្នុងរូបភាព 20.7) ហើយនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ប្រតិកម្មនៃអ៊ីដ្រូសែនជាមួយ ចំហាយស្ពាន់ធ័រកើតឡើងជាមួយនឹងការធ្វើឱ្យសកម្មថាមពលខ្ពស់ជាង (ផ្នែកទី 2) ។

ការសិក្សាពិសោធន៍បង្ហាញថាថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មនៃប្រតិកម្មជាមួយនឹងម៉ូលេគុល valence-saturated មានចាប់ពីរាប់សិបទៅរាប់រយ (50 ¸ 500) kJ/mol ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ គ្មានគំរូសាមញ្ញណាមួយត្រូវបានរកឃើញដែលភ្ជាប់ថាមពលសកម្មជាមួយនឹងលក្ខណៈផ្សេងទៀតនៃប្រតិកម្មនោះទេ ឧទាហរណ៍ជាមួយនឹងឥទ្ធិពលកម្ដៅ។ នៅក្នុងប្រតិកម្មដែលដំណើរការតាមដំណាក់កាលបឋមដោយមានការចូលរួមពីអាតូមសេរី និងរ៉ាឌីកាល់ ថាមពលសកម្មគឺទាបជាងច្រើន (10 ¸ 50 kJ / mol) ។

ក្នុងករណីខ្លះការកើនឡើងសីតុណ្ហភាពបណ្តាលឱ្យអត្រាប្រតិកម្មថយចុះ។ ឧទាហរណ៍មួយនឹងជាប្រតិកម្ម

2NO + O 2 ® 2NO 2 ,

ដែលជាដំណាក់កាលមួយក្នុងចំណោមដំណាក់កាលនៃការផលិតអាស៊ីតនីទ្រីក។ ដំណើរមិនធម្មតានៃការពឹងផ្អែកសីតុណ្ហភាពនៃអត្រាថេរនៃប្រតិកម្មនេះអាចត្រូវបានពន្យល់ដោយសន្មតថាវាដំណើរការជាពីរដំណាក់កាល៖

I. 2NO L N 2 O 2 (លឿន បញ្ច្រាស់ កំដៅ)

II. N 2 O 2 + O 2 ® 2NO 2 (យឺត)

អត្រាប្រតិកម្មទាំងមូលត្រូវបានកំណត់ដោយអត្រានៃដំណាក់កាលទីពីរយឺតជាងនេះ៖

.

ការផ្តោតអារម្មណ៍នៃ N 2 O 2 dimer អាស្រ័យលើថេរលំនឹងដែលបានបង្កើតឡើងនៅដំណាក់កាលដំបូង:

ឬ .

.

សមីការនេះត្រូវគ្នាទៅនឹងលំដាប់ទី 3 នៃប្រតិកម្មដែលបានបង្កើតដោយពិសោធន៍។ ចាប់តាំងពីដំណាក់កាលដំបូងគឺ exothermic, លំនឹងថេរគឺ ខេ គថយចុះជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាព។ ប្រសិនបើការថយចុះនេះត្រួតលើគ្នាការកើនឡើងដែលអាចកើតមាន kបន្ទាប់មកវានឹងនាំទៅរកការថយចុះជាទូទៅនៃអត្រាប្រតិកម្ម។

20.8 ប្រតិកម្មគីមីខុសប្រក្រតី

អន្តរកម្មគីមីនៅក្នុងប្រព័ន្ធតំណពូជកើតឡើងនៅចំណុចប្រទាក់ដំណាក់កាល៖ រឹង - ឧស្ម័ន, រឹង - រាវ (ដំណោះស្រាយ) ឬរាវ - រាវក្នុងករណីរាវដែលមិនអាចរលាយបាន។ អត្រានៃដំណើរការខុសប្រក្រតីត្រូវបានកំណត់ថាជាបរិមាណនៃសារធាតុប្រតិកម្មក្នុងមួយឯកតាពេលវេលាក្នុងមួយឯកតាផ្ទៃ៖

កន្លែងណា ស- ផ្ទៃដែលប្រតិកម្មកើតឡើង។ ការស្វែងរកតម្លៃពិតនៃផ្ទៃគឺជាកិច្ចការដ៏លំបាកមួយដោយសារតែភាពរដុបនៃផ្ទៃ វត្តមាននៃរន្ធញើស និង capillaries ។

នៅក្នុងដំណើរការខុសប្រក្រតី ដំណាក់កាលសំខាន់បីអាចត្រូវបានសម្គាល់: ការផ្គត់ផ្គង់ប្រតិកម្មទៅនឹងចំណុចប្រទាក់ អន្តរកម្មលើផ្ទៃ (ដែលអាចមានដំណាក់កាលជាច្រើន) និងការដកផលិតផលប្រតិកម្មចេញទៅក្នុងដំណាក់កាលភាគច្រើន។ ល្បឿននៃដំណើរការទាំងមូលជាទូទៅត្រូវបានកំណត់ដោយល្បឿននៃដំណាក់កាលយឺតបំផុត ដែលអាចជាដំណាក់កាលណាមួយដែលមានឈ្មោះ។

ការផ្គត់ផ្គង់សារធាតុប្រតិកម្មទៅលើផ្ទៃ និងការដកយកចេញនៃផលិតផលត្រូវបានអនុវត្តដោយការសាយភាយម៉ូលេគុល ឬ convective ។ ការរីករាលដាលត្រូវបានពិពណ៌នាដោយច្បាប់របស់ Fick:

, (20.102)

កន្លែងណា dm- បរិមាណសារធាតុដែលសាយភាយតាមពេលវេលា dtតាមរយៈផ្ទៃ ស, ឌីស៊ី/dx- ជម្រាលការផ្តោតអារម្មណ៍។

ប្រសិនបើកំហាប់នៃសារធាតុមួយនៅចំណុចប្រទាក់គឺស្មើនឹង គ sហើយនៅចម្ងាយខ្លះ ឃ - គ xបន្ទាប់មក ជម្រាលនៃការផ្តោតអារម្មណ៍

និង . (20.103)

បែងចែកសមីការចុងក្រោយដោយបរិមាណ វហើយបន្តទៅការប្រមូលផ្តុំ យើងទទួលបាន៖

. (20.104)

អត្រានៃការសាយភាយគឺ

. (20.105)

សមីការលទ្ធផលត្រូវគ្នាទៅនឹងសមីការ kinetic នៃប្រតិកម្មលំដាប់ទីមួយ។ ដូច្នេះប្រសិនបើជំហានកំណត់អត្រាគឺការសាយភាយ នោះ kinetics ប្រតិកម្មនឹងត្រូវបានពិពណ៌នាដោយសមីការ (20.70) ទោះបីជាវាមិនឆ្លុះបញ្ចាំងពីអត្រាពិត និងលំដាប់នៃប្រតិកម្មគីមីលើផ្ទៃក៏ដោយ។ ករណី​នេះ​ត្រូវ​បាន​គេ​និយាយ​ថា​នឹង​បន្ត​ដំណើរការ​ តំបន់សាយភាយ.

ប្រសិនបើអត្រានៃប្រតិកម្មគីមីគឺតិចជាងអត្រានៃការសាយភាយយ៉ាងខ្លាំងនោះ ដំណើរការកើតឡើងនៅក្នុង តំបន់ kineticហើយត្រូវបានពិពណ៌នាដោយសមីការនៃប្រតិកម្មដែលកើតឡើងលើផ្ទៃ។

ក្នុងអត្រាប្រៀបធៀបនៃការសាយភាយ និងប្រតិកម្ម ដំណើរការកើតឡើងនៅក្នុងតំបន់អន្តរកាល។ អត្រាថេរជាមុខងារនៃសីតុណ្ហភាពអាចត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយសមីការ៖

, (20.106)

អង្ករ។ ២០.៨. ការពឹងផ្អែកសីតុណ្ហភាពនៃអត្រាថេរនៃប្រតិកម្មគីមីខុស ៗ គ្នា។

កន្លែងណា អ៊ី អេ- ថាមពលសកម្មនៃប្រតិកម្មគីមី; អ៊ី ឃ- ថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មសាយភាយ។

មាត្រដ្ឋាន អ៊ី ឃតូច (5 ¸ 10 kJ / mol), ឧ។ អ៊ី ឃ << អ៊ី អេដូច្នេះថាមពលធ្វើឱ្យសកម្មដែលបានកំណត់ដោយពិសោធន៍គឺប្រហែល 2 ដងតិចជាងថាមពលសកម្មពិតនៃប្រតិកម្មគីមី។

ដោយសារថាមពលនៃការសាយភាយសកម្មគឺតូច នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពប្រែប្រួល 10° អត្រានៃការសាយភាយប្រែប្រួល 1.1 - 1.2 ដង ខណៈពេលដែលអត្រានៃប្រតិកម្មគីមីប្រែប្រួល 2 - 4 ដង។ ដូច្នេះនៅពេលកំណត់អត្រាប្រតិកម្មលើជួរសីតុណ្ហភាពធំទូលាយ លក្ខណៈស្មុគស្មាញនៃការពឹងផ្អែក ln ត្រូវបានអង្កេត kពី 1/ ធ(រូបភាព 20.8) ។

នៅសីតុណ្ហភាពទាប ប្រតិកម្មជាធម្មតាកើតឡើងនៅក្នុងតំបន់ kinetic (ផ្នែក ស៊ីឌី) ហើយល្បឿនគឺអាស្រ័យយ៉ាងខ្លាំងទៅលើសីតុណ្ហភាព។ នៅ​សីតុណ្ហភាព​ខ្ពស់ អត្រា​នៃ​ការ​សាយភាយ​គឺ​ជា​ធម្មតា​តិច​ជាង​អត្រា​នៃ​ប្រតិកម្ម​គីមី ដំណើរការ​កើតឡើង​ក្នុង​តំបន់​សាយភាយ​ដោយ​មាន​អត្រា​ប្រែប្រួល​បន្តិច (ផ្នែក AB) គ្រោង B.C.ទាក់ទងទៅនឹងតំបន់ផ្លាស់ប្តូរ។

អត្រានៃការយកចេញនៃផលិតផលប្រតិកម្មអាចដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុង kinetics នៃប្រតិកម្មខុសគ្នា។ ជាឧទាហរណ៍ ប្រសិនបើសារធាតុរលាយតិចតួចត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងប្រតិកម្ម បន្ទាប់មកដាក់លើផ្ទៃ ពួកវារារាំងវា ហើយប្រតិកម្មនឹងឈប់។