1

Åðºíõèé õèìèéí ëåêö¿¿ä

III. 2 Õèìèéí êèíåòèê.

Ëåêö ¹ 12 - 13

• Õèìèéí óðâàëûí õóðä. Àíõäàã, äóíäàæ, àãøèí çóóóðûí õóðä.

• Õèìèéí óðâàëûí õóðäûí õóóëü. Хурдûн òîãòìîë, óðâàëûí ýðýìáý.

• Óðâàëûí õóðäàä íºëººëºõ õ¿÷èí ç¿éë¿¿ä ба хурдûн

өөрчлөлтийн тайлбарлах онолууд

̺ðãºëäºëòèéí îíîë. Èäýâõæëèéí ýíåðãè.

Èäýâõò òºâèéí îíîë. Èäýâõò êîìïëåêñ

• Óðâàë ÿâàãäàõ ¿å øàòóóä (урвалûн ìåõàíèçì).

Ýëåìåíòàð óðâàë áà óðâàëûí ìîëåêóëò ÷àíàð.

• Êатализ. Êàòàëèçàòîð. Êàòàëèçûí îíîëóóä

(Èäýâõò òºèéí îíîë, çàâñðûí íýãäëèéí îíîë).

III. Химийн бодисûн харилцан ¿йл÷ëýë

Химийн урвал: Äинамик (хөдөлгөөнт) үйл явц бөгөөд бодис

болон энергийн тасралтгүй өөрчлөлт байдлаар илэрч

байдаг.

Химийн урвалын тэгшитгэл: Óрвалыг эх бодис, бүтээгдэхүүн

гэсэн хялбарчилсан ойлголтоор илэрхийлж, урвалд орж

байгаа бодисын тоо хэмжээг үндэслэн урвалын гарцыг

тооцоолох хэрэгсэл.

Óðâàëûí тýгшитгýлýýр үл илэрхийлэгдэх шинж:

• тухайн эгшинд урвал аль хир хурдтай явагдаж байгаа,

• урвал хэзээ, ямар нөхцөлд бүрэн явагдаж дуусах,

• ямар үед энерги шингээж, ямар үед энерги ялгаруулах

тухай асуултуудад хариу өгөхгүй

Химийн кинетик бүлгийн хүрээнд:

урвалын хурд,

урвал явагдах механизм (урвалд орж буй бодисуудын

бүтээгдэхүүн үүсгэх үе шатат өөрчлөлтүүд) -ыг судлах болно.

ХИМИЙН КИНЕТИК :

Химийн урвалын хурдын өөрчлөлт, химийн бүтээгдэхүүн

үүсэх үе шатат өөрчлөлтүүд (урвалын механизм)-ыг судлан,

тайлбарлах химийн шинжлэх ухааны салбар

Химийн уðâàëûí õóðä:

Óрвалд орж байгаа болон

урвалаас үүсч буй

бодисуудын концентрацийн

тодорхой хугацаанд болох

өөрчлөлт. Урвалд орж буй бодисын концентрацын жигд

биш (экспоненциал) бууралт

A+B=C

4

Óрвалûн хурд өөрчлөгдөõ шалтгаанûг тайлбарласанûã

êèíåòèêèéí онолууд ãýíý.

Êèíåòèêèéí îíîë урвалûн ерөнхий хурд, урвал явагдах

үе шатууд, урвалд орж буй бодисûн холбоо тасрах, шинý

холбоо үүсýх ýгшинд бодисûн жижиг хýсгийн төрх,

зураглалûг гаргах боломж îëãîíî.

Óðâàëûí õóðäàä нөлөөлөх хүчин зүйлсийн нөлөөллийг

тоон талаас нь илýрхийлж гаргаснûг кинетикийн хууль

(õóðäûí õóóëü) гýнý.

Кинетикийн хуулийн хүрээнд урвалын хурд температур ба

бодисын концентрациас хэрхэн хамаарч байгааг судалíà.

o Урвалд орж байгаа бодисуудын химийн шинж чанараас

хамааран тухайн нөхцөлд урвал тодорхой хурдтай явагдана.

o Харин урвалын хурдад нөлөөлөх дараах 4 хүчин зүйлсийг

бид хянаж чадна. Үүнд:

Урвалд орж буй бодисын концентраци

Урвалд орж буй бодисын физик төлөв байдал

Урвал явагдах орчны температур

Катализаторын үйлчлэл

2( ) 2( ) ( )2xий xий xийH F HF

2( ) 2( ) 3( )3 3xий xий xийH N NH

Урвал эгшин зуурт ын

Урвал маш удаан

Химийн урвал явагдахын тулд урвалд орж буй бодисын жижиг

хэсгүүд (атом, молекул, ион, г.м.) харилцан үйлчлэлцэнэ.

1. Урвалд орж буй бодисын концентраци:

хэт авианы нисэх онгоцны ялгаруулсан NO хий стратосфер дэх

озонтой урвалд орсон гэвэл àгаар мандалд байх NO ба O3-ын

молекулын тоо их бол тэдгээрийн харилцан үйлчлэл төдий олшрон

урвалын бүтээгдэхүүн төдийчинээ их үүснэ. Иймээс урвалын хурд

урвалжийн концентрациас шууд хамаарна.

Хурд мөргөлдөлд концентраци

2. Бодисын физик төлөв байдал:

Өөр өөр агрегат төлөвт байгаа бодисуудыг уусгах, хайлуулах замаар

холилдох хурдыг ихэсгэж болно. Холилдох хурд ихсэвэл урвалын хурд

ихсэнэ.

(xий) 3(xий) 2(xий) 2(xий)NO O NO O

3. Температур

Бодисын температур ихэссэнээр молекулын кинетик энерги

ихсэн харилцан үйлчлэлийн дүнд холбоо тасрах боломжууд

ихэснэ. Тухайлбал амархан мууддаг хүнсний зүйлийг

хөргөгчид хадгалснаар түүнд явагдах химийн урвалыг

удаашруулна. Харин зууханд шарахад урвал эрчимтэй

явагдаж хүнс идэхэд бэлэн болно.

4. Катализын үйлчлэл

Бодисууд урвалд орохын тулд өөр гуравдагч бодисын

нөлөөллийг авах боломжтой. Ýíýõ¿¿ ãóðàâäàã÷ áîäèñ

õàðèëöàí ¿éë÷ëýëä îðæ áóé áîäèñóóäûí õîëáîîñûí

ýíåðãè, ìºðãºëäºëòèéí òîî, êèíåòèê ýíåðãèéã ººð÷èëæ

ºãíº.

S

Урвалын хурдын нэгж :

Хурд: Хугацааны нэгж өөрчлөлт ( t) -д харгалзах ямар нэг

хувьсах хэмжигдэхүүний өөрчлөлт ( ) -ийг хэлдэг.

бодисынконцентрацын º º ðчëº ëò 2 1

2 1

A Δ C[A ]-[A ] Δ[A]= - =

хугацааны º º ðчëº ëò t -t Δt Δtурв

Урвалын хурдыг илэрхийлэл: A + B = C

ХУРД БА ХÈÌÈÉÍ УРВАËÛÍ ХУРД

2 1

2 1

байрлалын еерчлелт

хугацааны еерчлелт

x x x

t t t

/моль л моль

сек л сек

Химийн урвалын хувьд бодисын байрлал өөрчлөгдөхгүй ч , хугацааны

эгшин бүрт урвалд орж буй бодисын концентраци бууран бүтээгдэхүүн

бодисын концентраци ихэснэ.

' '

' '

0x

y dytg

анх x dx

Áодисууд холих анхны эгшин буюу t=0

хугацаанд харгалзах цэгт шүргэгч татан,

түүний хэвтээ тэнхлэгт үүсгэх өнцөг ( )-ийн

тангенсыг àíõíû õóðä ãýíý

Хугацааны тухайн эгшинд буюу

хугацааны өөрчлөлт ( t) тэг рүү

тэмүүлэх үеийн хурдыг эгшин

зуурын (хоромхон) хурд гэнэ.

. .0

э зx

y dytg

x dx

x

y

t

Cурв

Дундаж, анхдагч, эгшин зуурын

урвалын хурд:

t хугацааны мужид болох

концентрациéì өөрчлөлт ( C)-өөр

илэрхийлэгдэх хурдын утгуудыг

тухайн хугацааны муж дах дундаж

хурд гэнэ

Химийн урвалын хурдын хууль

Урвалын õóðäûì хууль нь туршилтын үр дүн, таамаглалд үндэслэн

урвалын хурдыг эх ба бүтээгдэхүүн бодисын концентраци, температураас

хамааруулан илэрхийлдэг.

1. Урвалын хурдыг концентрациас хамааруулан илэрхийлэх:Дараах ерөнхий химийн урвалын хурдын хувьд,

Химийн урвалын хурд урвалд орж буй бодисын

концентрациас шууд хамаарна = Урвалын õóðäûí хууль гэнэ.

k-урвалын хурдны тогтмол. Урвалд орж буй бодисуудын концентраци нэг

моль/л байх үеийн хурдыг илэрхийлнэ.

m ба n-урвалын эрэмбэ. Óрвалд орж байгаа бодис бүрийн концентрациас хурд

хэрхэн хамаарч буйг илэрхийлнэ.

*урвалын тэгшитгэл дэх коэффициент а, b нь урвалын эрэмбэтэй холбоогүй

aA+bB+... = cC+dD+...

m nυ= [A] [B]k

Хурдын хуулиар илэрхийлэгдэж байгаа үндсэн хэмжигдэхүүнүүд болох

хурд ( ), урвалын эрэмбэ (m ба n), хурдын тогтмол (k)-ыг тухайн урвалын

хувьд туршилтын замаар тогтооно.

Урвалд орж байгаа бодисын концентрацийг хугацааны эгшин бүрт хэмжих

замаар урвалын анхдагч хурд болон урвалын эрэмбийг тогтоодог.

Үүний дараа хурдын тогтмолыг тооцоолдог.

Урвалын эрэмбэ : Урвалын эрэмбэ эерэг, сөрөг, тэг утгатай байхын зэрэгцээ

тохиолдолд бутархай утгатай байдаг.

Жишээ нь, Харин 2-бромо-2-метил пропаны гидролизын урвалын хувьд урвалын

хурд,

буюу

2-бромо-2-метилпропаны хувьд нэгдүгээр эрэмбийн, усны хувьд тэг эрэмбийн

урвал, бүхэлдээ (1+0=1) нэгдүгээр эрэмбийн урвал байна. Óрвалын хурд усны

концентрациас үл хамаарна.

)()(33)(2)(33 )()( шшшш HBrCOHCHOHCBrCH

])[( 33 CBrCHk0

233 ]][)[( OHCBrCHk

• Дөрвөн хлорт нүүрстөрөгч үүсэх дараах урвалын хувьд,

хлорын анхны концентрацийг 4 дахин ихэсгэхэд урвалын хурд 2 дахин буюу

түүнээс язгуур авсан хэмжээгээр ихсэнэ. Урвал бүхэлдээ (1+1/2=3/2) хоѐрны

гуравдугаар эрэмбийн урвал байна.

• Харин сөрөг эрэмбийн урвалын хувьд урвалд орж буй бодисын

концентрацийг ихэсгэхэд урвалын хурд буурна. Тухайлбал: агаар мандалд

явагдах озоны задрах урвалын хувьд урвалын хурд дараах хамааралтай

байдаг.

Энэ нь хүчилтөрөгчийн концентраци 2 дахин ихэсвэл озоны задрах урвалын

хурд түүний хагас хэмжээгээр буурдаг болохыг харуулна.

3(xий) 2(xий) 4(xий) (xий)CHCl + Cl = CCl + HCl 2

1

23 ]][[ ClCHClk

3(xий) 2(xий)2O = 3O][

][][][

2

2

31

2

2

3O

OkOOk

Урвалын эрэмбийг олох тооцоо:

2(xий) (xий) 2(xий)O +NO = 2NOnm NOOk ][][ 2

Туршилт

№

Урвалд орж буй бодисын анхны конц, моль/л Тооцоолон олсон анхдагч

хурдууд, моль/л секO2 NO

1 1.10 10-2 1.30 10-2 3.21 10-2

2 2.20 10-2 1.30 10-2 6.40 10-3

3 1.10 10-2 2.60 10-2 12.8 10-3

4 3.30 10-2 1.30 10-2 9.60 10-3

5 1.10 10-2 3.90 10-2 28.8 10-3

nm

nm

NOOk

NOOk

112

222

1

2

][][

][][m

m

m

O

O

O

O

12

22

12

22

1

2

][

][

][

][ m

моль

моль

моль

моль

/л101.10

/л1020.2

сек/л103.21

сек/л1040.62-

2

3-

3

1.99 = (2.00)m 1.99 2.00 гэж үзвэл, 2.00 = (2.00)m m = 1

3 2 3 3

1 2 1 1

[ ] [ ]

[ ] [ ]

m n

m n

k O NO

k O NO3 3

1 1

[ ]

[ ]

n

NO

NO

n

моль

моль

моль

моль

/л101.3

/л1060.2

сек/л103.21

сек/л108.122-

2

3-

3

3.99 = (2.00)n 3.99 4.00 гэж үзвэл, 4=(2)n n = 2

2

ypb 2υ = k[O ][NO] Урвал бүхэлдээ гуравдугаар эрэмбийн урвал

Тодорхой температурт тухайн урвалын хувьд тогтмол хэмжигдэхүүн .

Òуршилтуудыг адил температурт явуулж, туршилт бүрийн анхдагч хурд

болон анхдагч концентрацийг ашиглан хурдын тогтмолыг îëæ áîëìî.

Урвалын хурдын тогтмолыг тодорхойлох

-3

1

2 -2 -2 2

2 1 1

-33 2 2

-6 3 3 3

υ 3.21 10 моль/л сек=

[O ] [NO] (1.1 10 моль/л сек)(1.3 10 моль/л сек)

3.21 10 моль/л сек= =1.73 10 л /моль сек

1.86 10 моль /л сек

k

•Òуршилт бүрт олсон хурдын тогтмолын

дундаж утгаар (1.73 103 л2/моль2 сек)

тухайн урвалын хурдын тогтмолыг авна.

• Хурдын тогтмолын нэгж нь тухайнурвал бүхэлдээ (ерөнхий эрэмбэ)хэддүгээр эрэмбийн урвал болохоосхамааран өөр өөр байна.

Урвалын

эрэмбэ

Хурдын

тогтмолын нэгж

0 моль/л сек

1 1/сек

2 л/моль сек

3 л2/моль2 сек

Урвалд орж буй бодисын концентрацийг тогтмол авчурвалын температурыг өөрчлөн урвал явуулахад урвалынхурд 2-4 дахин ихэсдэг байна. Энэхүү зүй тогтлыгНидерландын химич Вант-Гофф туршилтаар тогтсон.

2. Урвалын хурдыг темперàтурààс хамааруулан илэрхийлэх

10

12

1

2

tt

t

t -урвалын хурдын температурын

коэффициент, 2-4 хүртэл утга авна.

RT

Eид

AeK

А – жижиг хэсгийн мөргөлдөлтийн чиглýлýýñ

хамаарсан тогтмол

е – натурал логарифмийн суурь

R – хийн универсал тогтмол [Ж/мольК]

T – абсолют температур [К]

Eид – идэвхжилийн энерги [Ж /моль]

1889 онд Шведийн химич С.Аррениус өөрийн судалгааныхаа дүнд химийн

урвалын хурдын тогтмол ба температурын өсөлт ººð õîîðîíäîî сөрөг

логарифм хамааралтай байгааг тогтоосон байна.

2HCl + Zn = H2↑ + ZnCl2

2CH3COOH + Zn =

= H2↑ + (CH3COO)2Zn

Õèìèéí óðâàëûí õóðäûí ººð ººð áàéäàë:

Бодисûн химийн идýвхýýс (õèìèéí õîëáîîíû áàòæèë

áóþó химийн бодисûн óã òºðõ)

Ãàäààä õ¿ èí ç¿éëýýñ õàìààðíà

Õèìèéí óðâàëûí õóðäàä íºëººëºõ ãàäààä õ¿ èí

ç¿éëñ:

Èäýâõòýé æèæèã õýñãèéí òîîã îëøðóóëàõ

- концентрац (= даралт, бодисûн ш¿ргýлцýх гадарга )

- темрератур (= цацаргалт)

-агрерат төлөв

Èäýâõæëèéí ýíåðãèéã ººð ëºõ

- катализатор

- уусалт

Урвалын хурдад нөлөөлөх хүчин зүйлñийн нөлөөллийг

тайлбарлах онолууд

1. Мөргөлдөлтийн онол:

Тодорхой энергитэй жижиг хэсгийн мөргөлдөлтийн үр дүнд

химийн урвал явагдана гэж үзэн,

• áîäèñûí êîíöåíòðàö

• á¿òýö áàéãóóëàìæ

• îð÷íû òåìïåðàòóðààñ õàìààðàí урвалын хурд

ººð÷ëºãäºõ øàëòãààíûã òàéëáàðëàíà

1889 онд Шведийн химич Сванте Аррениусын дэвшүүлснээр урвалд орохын

тулд мөргөлдөж буй молекулуудын давж гарах “босго энерги” урвал бүхэнд

байна. Босго энергээс илүү энергитэй жижиг хэсгийн мөргөлдөлтөөр урвалын

бүтээгдэхүүн үүсэх (химийн холбоо сулран шинэ холбоо үүсэх) боломжтой

болно гэж үзсэн. “Босго энергийг” давахад хүрэлцээтэй хамгийн бага энергийн

утгыг идэвхжилийн энерги (Åèä) гэж нэрлэñýì. Идэвхжилийн энергитэй тэнцүү

буюу түүнээс их энерги бүхий жижиг хэсгийг идэвхтэй жижиг хэсэг гэнэ.

Б¿òýýãäýõ¿¿í ¿¿ñýõã¿é

18

Урвал явагдах анхдагч болзол:

•Жижиг хэсгийн мєргєлдєлт болох

•Еа - идэвжлийн энерги бїхий жижиг хэсэг хангалттай байх

•Æèæèã õýñãèéí ìºðãºëäºëò õîëáîî òàñðàõ áîëîìæèò

÷èãëýëä áîëîõ

Тухайлбал, 20 0С-ын температур 101.3 кПа даралтын үед нэг литр

эзэлхүүнтэй хий 1 секундэд дунджаар 1027 мөргөлдөлт хийдэг гэхэд

тэдгээр мөргөлдөлтийн зөвхөн 1% нь бүтээгдэхүүн үүсгэх

боломжтой байда

Á¿òýýãäýõ¿¿í ¿¿ñíý

19

Температур бага (T1) үед дундач мөргөлдөлтийн энерги бүхий жижиг

хэсгийн мөргөлдөлтийн давтамж хамгийн их байна.

Темдератур ихсэхэд (T2) дундаж мөргөлдөлтийн энерги бүхий жижиг

õýñãèéí мөргөлдөлтийн äàâòàìæ бууран, идýвжилийн ýнергиýс

их мөргөлдөлтийн ýнерги бүхий жижиг хýсгийн мөргөлдөлтийн

давтамж (идýвхтýй ìºðãºëäºëòèéí òîî) өснө.

Òемператураас хамааран

өөрчлөгдөх мºргºлдºлтийн

давтамж ба èäýâõæëèéí

ýнергиийн хамаарлûн

муруй

Вант-Гоффын д¿рýì:

10

12

1

2

tt

t

t

20

Óðâàëä îðæ áóé æèæèã õýñãèéí òîîíû (êîíöåíòðàöûí)

èõñýëò áà ìºðãºëäºëòèéí òîîíû ºñºëòèéí õàìààðàë

Тодорхой хэмжээтэй ñàâàíä явагдах

урвалын хувьд, бодисын тоо хэмжээний

өсөлт концентрацийн өсөлтийг

илэрхийлнэ.

• Жижиг хэсгийн тооны үржвэр урвалд

орж буй жижиг хэсгүүдийн

мөргөлдөлтийн тоотой тэнцүү

• Мөргөлдөлтийн тоо ихсэвэл, урвалын

хурд ихсэнэ

nm[B][A]υ k

υ [A] [A] [A] ...[B] [B] [B]...k

21

Óðâàëä îðæ áóé áîäèñûí êîíöåíòðàöûí èõñýëò áà

èäýâõòýé ìºðãºëäºëòèéí äàâòàìæèéí ºñºëò

• Концентрацийн өөрчлөлт

болоход мөргөлдөлтийн

давтамж ба мөргөлдөлтийн

энергийн хамаарлын муруйн

хэлбэр хадгалагдана

• Бодисын концетрац ихсэхэд

(C2 C1) мөргөлдөлтийн энерги

их (Еид) жижиг хэсгийн

мөргөлдөлтийн давтамж

ихсэнэ.

аА + bB = cC

ν = k [A]n [B]m

22

NO болон NO3 –ын молекулын бүтэц ба бүтээгдэхүүн үүсэх ашигтай

мөргөлдөлтийн орон зайн чиглэл

Аррениусûн тýгшитгýл äýõ,

Аррениусын тогтмол буюу

дàвтàмжийн коэффициент (A) íü

æèæèã õýñãèéí ìºðãºëäºëòèéí äàâòàìæ

(z) áîëîí æèæèã õýñãèéí бүтýц,

байгууламжаас øóóä õàìààðäàã.

RT

Eид

ek A

р - îðîí çàéí магадлалûн тогтмол,

z - ìºðãºëäºëòèéí äàâòàìæ

A = z · p

àø èãò àé

нийт

np

n

p = 0.006 áàéäàã бөгөөд мянган мөргөлдөлтөөс 6 нь шинэ

молекул үүсэх орон зайн чиглэлд бол

2(xèé)3(xèé)(xèé) 2NONONO

Мөргөлдөлтийн онолоорхимийн урвалын хурд,

• концентраци (хийн хувьд парциал

даралт, хатуу бодисын хувьд

гадарга)

• температураас хэрхэн хамаарч

байгааг тайлбарладаг

Øèëæèëòèéí төлºв

(çàâñðûí íýãäýë) -ийн

онол:

Харилцан үйлчилж байгаа

молекулуудын õîîðîíä болох

энергийн шилжилтэнд

үндэслэн,

Химийн урвалын явцад

бодисыг бүрдүүлэгч жижиг

хэсгийн энерги хэрхэн

өөрчлөлтийг

Урвалын явцад бодисын

бүтэц байгууламж хэрхэн

өөрчлөлтийг тайлбарлана.23

•Бодисын идэвхжилийн

энерги юунд хэрхэн

зарцуулагддаг

•Бодисыг бүрдүүлэгч

жижиг хэсгүүд идэвхтэй

төлөвт шилжихэд бүтцийн

ямар өөрчлөлтөнд ордог

болохыг тайлбарлахгүй.

24

•Ашигтай мөргөлдөлт хийж буй молекулууд цөөн тоотой ч

асар их хурдтай хөдөлж байх.

•Тэдгээрийн кинетик энерги нь мөргөлдөлтийн үед үүсэх

түлхэлцлийн хүчээс хангалттай их хүч үүсгэх боломжтой

байõ òîõèîëäîëä,

нэг атомын цөм нөгөө атомын электроныг татна

çарим холбоо сулран холбооны урт ихсэнэ

çарим хэсэгт шинэ холбоос үүсч эхэлнэ

Бодисын энерги ба бүтэц байгууламжийн өөрчлөлт

Энэ өөрчлөлтийг маш удаашруулан харуулах тохиолдолд,

урвалд орж буй бодисын молекулын холбоо болон хэлбэр

дүрс тасралтгүй өөрчлөгдсөөр бүтээгдэхүүн бодист

шилжихийг үзэж болно.

25

OHBrCH3

BrOHCH3

Эх бодисууд

Бүтээгдэхүүн

идэвхит комплекс

үүсэх шат буюу

бодисын

шилжилтийн төлөв

Тухайн бодисын холбоог суллàн, б¿тэц бà

бàйгуулàмжийг өөрчлөн, идэвхит комплекс үүсгэхэд

шààрдàгдàх хàмгийн бàгà энергийг идэвхжилийн

энерги гýнý.

Шилжилтийн төлөв (зàвсрын нэгдэл)

Урвал явагдахын тулд зайлшгүй үүссэн байх ѐстой идэвхит

комплекс зөвхөн дараах нөхцөлä үүснэ. Үүнд:

• молекулууд ашигтай мөргөлдөлт хийж байх

• бодисын мөргөлдөлтийн энерги идэвхжилийн энергитэй

тэнцүү буюу түүнээс их байх

27

Тухайн бодисын холбоог суллан, á¿òýö áà байгууламжийг

өөрчлөн, идэвхит комплекс үүсгэхэд шаардàãäàõ хамгийн

бага энерги болох идэвхжилийн энергиэс их энергитэй

жижиг хэсгүүд идэвхжсэн төлөвт оршино

28

 - óðâàëûí ýõ ба бүтýýгдýхүүн бодисûн идýвжлийн ýнергийн

зөрөө их тул урвал илүү их дулаан ялгаруулан явагдана.

Õèìèéí óðâàëûí дулаанû илрýл ýх ба бүтýýгдýхүүн бодисûн

èäýâõæèëèéí ýнергийн зөрүүгýýр тодорхойлогдоно.

Нурв = Eèä.

Ýíäîòåðì óðâàë Эêçîòåðí урвал Эêçîòåðí урвал

Химийн урвалын дулааны илрэл

29

Урвалын явцад эх бодис ямар үе шатуудыг дамжин хэрхэн

өөрчлөгдөж байгааг урвалын механизм гэнэ. Óрвалын

энгийн үе шат бүрийн нийлбэр нь ерөнхий урвалыг

бүрдүүлнэ гэж үзнэ.

Урвалын бүтээгдэхүүн үүсэх ерөнхий урвалын нэг шат

болж байдаг, илүү энгийн үе шатуудад цааш задардаггүй

урвалыг элементар урвал гэнэ.

FEBA2

CBADACFED

1-ð øàò:

2-ð øàò:

3-ð øàò:

Åðºíõèé óðâàë:

Химийн урвалын механизм. Урвалын үе шат

Ýлементар урвалûн тýгшитгýл дýх коýффициент õóðäûí хуулийн

ýрýмбийг заана.

Òухайн ýлементар урвалûí õóðäûí хуулийг урвалûн тýгшитгýл

дýх коýффициентèéã ашиглан шууд бичиж болно.

3 молекулт2А+B бүтээгдэхүүн

2 молекултА+B бүтээгдэхүүн

2 молекулт2А бүтээгдэхүүн

Нэг молекултА бүтээгдэхүүн

Хурдын хуульМолекулт чанарЭлементар урвал

][Ak2][Ak

]][[ BAk

][][ 2 BAk

Õамгийн удаан явагдах элементар урвалын хурдаар ерөнхий урвалын

хурдыг илэрхийлíý

Тухайн урвалын хурдын хуулийг дараах байдлаар бичнэ.2

2 ][NOk

)(2)()()(2 xxxx CONOCONO

NONONONO 322

223 CONOCONO

2

212211 ][]][[ NOkNONOk

]][[ 322 CONOk

óäààí óðâàë

õóðäàí óðâàë.

Тухайн урвалд орж буй бодисын ìîëèéí тооны нийлбэрийг урвалын

молекулт чанар гэнэ.

Элементар урвал бүр өөрийн молекулт чанар бие биеэс ялгагдана.

Æ: озоны задрах урвал дараах ерөнхий тэгшитгэлээр илэрхийлэгдэх

боловч урвал 2 үе шатат механизмаар явагдана.

Эхний үе шат нь нэг молекулт урвал байна. Íэг моль озон задрах урвалд

орно.

Õî¸ð äàõü øàò хоѐр молекулт урвал áàéíà. Нэг моль азон, нэг моль

хүчилтөрөгч гэсэн 2 моль бодис урвалд орсог байна.

Гурван молекулт элементар урвал маш ховор байна.

Ãурван жижиг хэсэг хангалттай энерги бүхий ашигтай мөргөлдөлтийг

нэгэн зэрэг хийх боломжгүй байдаг.

3 2O O +O

3 2O +O 2O

3 22O 3O

МОЛЕКУЛТ ЧАНАР

32

•Ôòîðûí àòîì ¿¿ñãýí ÿâàãäàõ ýõíèé øàòíû óðâàëûí èäýâõæëèéí

ýíåðãè Åèä.шул (Iøàò) èõ тул óðâàë харьцангуй óäààí ÿâàãäàíà.

•Õî¸ð äàõü øàòíû óðâàëûí èäýâõæëèéí ýíåðãè Åèä.шул (IIøàò) ìàø áàãà

тул óðâàë ýãøèí çóóðò ÿâàãäàíà.

Õî¸ð øàòààð ÿâàãäàõ NO2-F2 óðâàëûí ýíåðãèéí

äèàãðàìì.

υ1 = k1 ∙[NO2][F2] удаан

υ2 = k2∙[NO2][F] хурдан

Урвалын механизмыг

тодорхойлогч элементар

урвалууд:

I øàò:

II øàò:

(xèé)(xèé)22(xèé)2(xèé) FFNOFNO

(xèé)2(xèé)2 FNOFNO

Гомоген:

Гетероген:

Сонгомол шинж:

3)(2)(2 SOOSO NO

xx

)(2)(2)(22

)(2

xx

MnOOOHOH ò

ø

23

22223

HCHOCH

OHCHCHOHCHCH

Cu

OAl 32

• Химийн урвалын хурдыг хурдасгах аргыг катализ гэнэ.

• Химийн урвалын хурдыг өөрчлөн урвалын эцэст өөрийн бүтэц, найрлага,

шинж чанараа хадгалан үлддэг бодисыг катализатор гэнэ.

• Катализаторын оролцоотой явагдах урвалыг катализын урвал гэнэ.

Катализатор бүр өөрийн сонгомол үйлчлэлтэй байдаг ч урвалын

идэвжилийн энергийг бууруулах замаар урвалыг хурдасгадаг нийтлэг

шинж чанарыг агуулж байдаг.

Êатализаторын хоёр онцлог үйлчлэл:

1. Катализатор шулуун ба эргэх урвалын хурдыг зэрэг ихэсгэдэг.

2. Урвалын механизмыг өөрчлөх замаар урвалын идэвхжилийн энергийг

бууруулж, бага энерги бүхий шинэ энергийн зураглалыг үүсгэдэг.

КАТАЛИЗ

34

КАТАЛИЗЫН ОНОЛ

Завсрын нэгдлийн îìîë: Гомоген катализA+ B = AB Eид. шул

А + В+ К = АК+В E1*

ид. шул

AK + В = АВ + К E2*

ид. шул

E1*

ид. шул

E2*ид. шул

Eид. шул

Eид. эрг

E1*

ид.

эрг

АК+В

А+В+К

ΔЕ энергийн ашиг

АВ+К

Жи

жи

г хэс

гий

н т

оо

Eкинет.

Eидэвх.катализатортой

урвал

Eидэвх.катализаторгүйурвал

E

E1

Катализын урвалын үед урвалын хурд ихсэх шалтгаан

Катализатор хэрэглэсэнээр илүү бага энерги бүхий, илүү олон

молекулууд идэвхт комплекс үүсгэхэд оролцох боломжтой болж,

тухайн эгшинд бүтээгдэхүүн үүсэх хэмжээ ихсэнэ

Óрвалд орж байгаа бодисууд катализаторын гадрагад

адсобцлогдон тогтворгїй идэвхт тєвїїд їїсгэн урвалд орох

(a) (б) (в) (г)

2H2 (хий)+ O2 (хий)ркатализатоPt 2H2O(хий)

Идэвхт тєвийн îíîë: Гетероген катализ

37

Катализатаор -

Эерэг катализатор -

Сөрөг катализатор -

Ингибитор -

Промотор -(катализаторыг идэвхжүүлэгч)

Катализаторын хор -

Даалгавар:

Бүлэг 10 -ыг унших. 10.5-10.6 –ийн лекцээр тайлбарлагдаагүй хэсгийг

тэмдэглэх