Катализ (грекше katalysіs – бұзылу) – катализатор әсерінен жылдамдығын өзгертетін процесс түрі.“Катализ” терминін алғаш рет 1835 жылы швед химигі И.Берцелиус (1779 – 1848) енгізген. Катализді оң Катализ және теріс Катализ деп екіге бөледі.Оң және теріс.Катализаторлар реакция жылдамдығын біршама есеге дейін өсіру алады.Катализаторлар Әсерінен жылдамдығы өзгеретін процестерді каталитикалық процесс катализ деп аталады.Гомогенді және гетерогенді катализ болады.Катализаторда реакцияласушы заттар да бір фазадан болса-гомогенді катализ,реакцияласушы заттары әр түрлі фазада болса-гетерогенді катализ болады. Катализдің катализаторлары – реагенттерге протон беретін немесе олардан протон алатын реагенттер мен гетеролиттік әрекеттесетін заттар. Мысалы, протондық (H2SO4, HCl, CH3COOH) және апротондық қышқылдар (BF3, AlCl3, тағы басқа), алюмосиликаттар Al2O3, фосфаттар, сульфаттар, тағы басқа Кейде негіздік сипаттағы катализаторлар да қолданылады (еріген негіздер, қатты CaO, MgO, тағы басқа).Михаэлис-Ментен,фермент көмегімен катализ жүрген реакцияның жылдамдығының субстра Концентрациясына тәуелділігімен сипатталатын ферментативті кинетиканың негізгі теңдеуі.Михаэлис теңдеуін қанағаттандыратын қарапайым теңдік: E+S=ES-E+P V=VMS/S+Km; бұл жерде vm-реакцияның максимал жылдамдығы,Ал Km-Михаэлис тұрақты.Сипаттама бойынша:Km=K1+K2/K1. 14. Химиялық тепе-теңдік. Ле Шателье-Браун принципі. Химиялық тепе-теңдік константасы және өрнектеу тәсілдері. Химиялық тепе-теңдікке әсер ететін факторлар.Тура және кері реакциялар жылдамдықтар теңескенде химиялық тепе-Тецдік орнайды,енді редакцияға қатысатын заттардың концентрациялары ары қарай өзгермейді. Химиялық тепе теңдікке әсер ететін факторлар: 1847 жылы Француз ғалымы Ле-Шателье мыналарды тұжырымдады.Егер жүйе химиялық тепе-теңдік күйде тұрған жағдайда,оның сыртқы жағдайларының біреуін ,мысалы концентрацияны температураны немесе қысымды өхгертсе,онда тепе-теңдік осы өзгеріске қарсы тұратын реакцияның бағытына қарай ығысады. Мысалы:N2+3H2=2NH delta gradus=-92кдж 1)концентрация Егер бастапқы конрцентрацияны өсірсе,онда химиялық тепе-теңдік тура реакция жағына ығысады да,өнімнің шығымыартады 2)Температура Егер температура өссе,Химиялық тепе-теңдік эндотермиялық реакция жаққа ығысады.( H>0) Егер температура төмендеуі,химиялық тепе-теңдік экзотермиялық жаққа ығысады(H<0) 3) қысымның ХТТ әсері
4)Катализатор-химиялық тепе-теңдік өте тез берілуіне әсер етеді,тура реакцияның жылдамдығы (v тура)және кері реакциялар жылдамдығы бірдей жоғарылайды.15. Химиялық тепе-теңдік константасы және оның мәні бойынша реакцияның жүру бағытын анықтау. Гиббстің стандартты энергиясының өзгеруі бойынша есептеулер. Рекакцияның жүру жағдайының өзгеруі бойынша химиялық тепе-теңдік ығысуы.Химиялық тепе-теңдік — бір немесе бірнеше қарама-қарсы жүретін қайтымды реакциялар жылдамдықтарының теңескен күйі. Қайтымды реакция аяғына дейін жүрмейді, ол басталғанда тура жүретін реакцияның жылдамдығы (v1) жоғары, кері реакция жылдамдығы (v2) баяу болады. Тура реакция жүрген сайын реакцияға алынған заттың концентрациясы азайып, v1 — жылдамдығы кемиді, керісінше, тіке реакциядан пайда болған өнімнің концентрациясы артып, v2 күшейеді. Біртіндеп екі реакция жылдамдығы теңеседі: v1=v2.Химиялық тепе-теңдік константасы реакцияласатын заттар температурағатәуелді,Ал концентрацияларына тәуелді емес,әлсіз электролиттердің дисоциация константасы комплекс иондарының тұрақсыздық константасы,судың иондық көбейтіндісі ерігіштік көбейтіндісі -бұл қайтымды процестерді сипаттайтындықтан тепе-теңдік константасы болады. Гиббс энергиясының өзгерісін процестің өздігінен жылу жүру-жүрмеу мүмкіндігін анықтайды.G-<0 процесс термодинамикалық мүмкін емес,G=0 реакциялық жүйе тепе-теңдік күйде Гиббс энергиясының өзгерісі болмайды.яғни B=0.оның мәнімен химиялық реакция тепе-теңдігінің константасы мына теңдеуге байланысты:,Формуласы:G=H-TS G°T=-2.3 RT;IgKT-298 k(25°c)бұл теңдеу G298=5,691g k298 GTO-болу үшін £Ig k>0,яғни k>1; ал Гиббс энергиясы оң болса,igk<0,яғни k<1,бұл жағдай Гиббс энергиясы теріс болса,тепе-теңдік тура реакция жағына ығысады,яғни өнім жоғары болады.Ал оң болса,Тепе-теңдік кері реакция жағына ығысады.Тура реакция өнімі аз болады. 0>0>0>
16. Ерітінділердің жылпы сипаттамалары. Еріткіш және еріген зат анықтамалары. Еру кезіндегі жылу құбылыстары. Сұйықтықта қатты заттардың ерігіштігі. Ерітінділердің жіктелуі. Ерітінді-кем дегенде екі құрамдас бөліктерден тұратын құрамы өзгермелі гомогенді жүйелер. Еріткіш-әр түрлі заттарды ерітіп ерітінділер түзуге қабілетті химиялық қосылыстар және көп мөлшерде болатын компонент. Еріген зат-бұл аз көлемді сандар болатын компонент. Ерігіштік-заттың белгілі бір еріткіште еру қабілеті.Белгілі бір жағдайдағы заттың ерігіштігінің сипаттамасы ретінде оның қатысқан ерітіндедегі концентрациясы алынады. Аналитикалық химияда көбінесе еріткіш сұйықтық болып келетін ерітінділер қолданылады.Маңызды еріткіштің бірі-су.Қатты затты сұйықтықта кеткенде бұл заттың молекулалары қатты фаза бетінен үзілуінде диффузия және Броуындық қозғалыс арқылы еріткіштің барлық көлемінде біркелкі таралады.Сондықтан оның әр түрлі бөлігінде де ерітінді біртекті.Қатты заттар еру процесінде жылу бөлінуі н/е жұтылуы мүмкін,кейде жалпы көлеміде өзгереді. Ерітінділердің жіктелуі: 1)Қаныққан ерітінді-еритін зат тұнбасымен динамикалық тепе-теңдік күйде болатын,заттың еру жылдамдығымен кристалдану жылдамдығы теңболатын ерітінді. 2)Қанықпаған ерітінді-концентрациясы Қаныққан ерітінділердің концентрациясынан төмен болатын,берілген жағдайлар өзгеріссіз болғанда еріген заттың қосымша мөлшерін ерте алатын ерітінді. 3)Аса қаныққан ерітінді-концентрациясы Қаныққан ерітіндінің концентрациясынан жоғары болатын,Т-термодинамикалық тұрақсыз ерітінді . 17. Ерітінділер. Ерітінді құрамын өрнектеу тәсілдері: массалық және көлемдік үлес. Молярлық концентрация.Ерітінділер— кем дегенде екі құрамдас бөліктерден тұратын құрамы өзгермелі гомогенді (біртекті) жүйелер. Ерітінділер газ тәрізді, сұйық және қатты болуы мүмкін. Олардың ішінде жан-жақты зерттелгені және жиі қолданылатыны сұйық, әсіресе, сулы ерітінділер. Сондықтан тұрмыста ерітінділер деп, көбінесе, сұйық күйдегі молекула-дисперстік жүйелерді айтады. Ерітінділердің құрамы құрамдас бөліктердің конценрацияларымен сипатталады.Ерітіндідегі- еріген заттың мөлшерін өлшемсіз бірлікпен үлес не пайызын,Нн өлшемді шамамен концентрациялармен көрсетеді.Ерітінділерлің құрамын белгілеу тәсілдері:1)массалық үлес Wm=m(x)/m(ерт)×100%
Еріген заттың массасының ерітіндінің жалпы шамасына қатынас.2)Мольдік үлес:Wv=V(x)/V(ерт)×100%Көлемдік үлес-еріген зат көлемінің ерітіндінің жалпы көлеміне қатынасы.3)Молярлық концентрация:Cm(x)=n(x)/v(моль/л)Еріген зат мөлшерінің ерітіндінің жалпы көлеміне қатынасы. 18. Ерітінділер. Ерітінді құрамын өрнектеу тәсілдері: эквивалеттік молярлық концентрация, титр, молярлық концентрацияЕрітінділер— кем дегенде екі құрамдас бөліктерден тұратын құрамы өзгермелі гомогенді (біртекті) жүйелер. Ерітінділер газ тәрізді, сұйық және қатты болуы мүмкін. Олардың ішінде жан-жақты зерттелгені және жиі қолданылатыны сұйық, әсіресе, сулы ерітінділер. Сондықтан тұрмыста ерітінділер деп, көбінесе, сұйық күйдегі молекула-дисперстік жүйелерді айтады. Ерітінділердің құрамы құрамдас бөліктердің конценрацияларымен сипатталады.Молярлық эквиваленттік концентрация:Сэ(х)=m(x)/V(моль/л)N(x)=m(x)/Mэ(х)Мэ(х)=f(x)=f(x)M(x)( г/моль)Эквиваленттік фактор-қышқылдық негіздік реакцияда бір сутек ионына тән немесе тотығу-тотықсыздану реакциясында бір электронға тән заттың шамасын көрсететін сан.F(кышқыл)=1/Z(H+)F(негіз)=1/Z(OH-)F(тұз)=1/В×Z(Me n+)2)Титр-еріген зат массасының ерітіндінің көлеміне қатынасы(г/л)T(x)=m(x)/v(г/мл)T(x)=Cm(x)×M(x)/1000T(x)=Cэ(х)×Мэ(х)/10003) Моляльдік концентрация:Еріген заттың мөлшерінің еріткіш массасына қатынасы.(моль/кг) 19. Ерітінділердің коллигативті қасиеттері. Электролиттер мен бейэлектролиттер үшін Рауль заңдары. Криометрия. Ерітінділер— кем дегенде екі құрамдас бөліктерден тұратын құрамы өзгермелі гомогенді (біртекті) жүйелер. Ерітінділер газ тәрізді, сұйық және қатты болуы мүмкін. Олардың ішінде жан-жақты зерттелгені және жиі қолданылатыны сұйық, әсіресе, сулы ерітінділер. Сондықтан тұрмыста ерітінділер деп, көбінесе, сұйық күйдегі молекула-дисперстік жүйелерді айтады. Ерітінділердің құрамы құрамдас бөліктердің конценрацияларымен сипатталады.Ерітінділердің коллигативтік қасиеттері-еріген заттардың табиғатына тәуелсіз,тек еріген заттардың бөлшек сандарына тәуелді қасиеттер.Бұларға осмостық қысым,қаныққан бу қысымының салыстырмалы төмендеуі,қату температураларының төмендеуі мен қайнау температураларының жоғарылауы жатады.Ерітіндінің осы қасиеттері Колигативтік қасиеттері деп атайды.Ерітіндіде тоқ өткізетін заттар-электролиттер деп атацды.Ерітіндіде тоқ өткізбейтін заттар-Бейэлектролиттер деп аталады.
Раульдің бірінші заңы(1886)-ерітіндінің бетіндегі еріткіштің қаныққан бу қысымының салыстырмалы төмендеуі еріген заттың мольдік үлесіне тең:P0-p/P0=n/n+n;delt P/P0=n/n+n0;Мұндағы P0-таза еріткіштіе бетіндегі қаныққан бу қысымы,Р-ерітіндінің бетіндегі қаныққан бу қысымы;n мен n0-еріген зат пен еріткіштің мөлшерлері;дельта Р-ерітіндінің қаныққан бу қысымының төмендеуі.Раульдің екінші заңы:ерітіндінің қайнау температурасының жоғарылауы мен қату температурасының төмендеуі еріген заттың моляльдік концентрациясына тура пропорционал болады.Дельта -Тқайнау=E×b(x)Дельта-Тқату=K×b(x)Еріген заттың моляльдік концентрациясын табу үшін:B(x)= 1000m(x)/M(x)×m(еріткіш)Криометрия-еріген заттың молярлық массасын ерітіндінің қату температурасының төмендеуі арқылы анықтау.Есептеу формуласы:Мзат=K×mзат×1000/m(еріткіш)×дельта Тқату 20. Электролиттер мен бейэлектролиттер үшін Вант-Гофф заңы. Осмос. Осмостық қысым. Гипо-, гипер- және изотондық ерітінділер. Плазмолиз, гемолиз, тургот құбылыстары.Осмос-еріткіш молекулаларының өздігінен жартылай сұйылтылған ерітіндіден концентрациялы ерітіндіге қарай өтуі.Жартылай өткізгіштерге-ішек,тері,қан тамырлары,жасуша,ұлпа қабықтары жатады.Осмостық қысым-еріткішті жартылай өткізгіш арқылы өтуге мәжбүр ететін күш.Қан плазмасының осмостық қысымы 0,75 Мпа(7,63атм)Вант-Гофф заіюңы-осмостық қысым еріген заттың молярлық концентрациясы мен температураға тура пропорционал.N=CRT;мұндағы С-молярлық концентрауия;R-газ тұрақтысы(8,31 дж/мольК)Изотонды ерітінділер-осмостық қысымдары бірдей ерітінділер.0,9% тік натрий хлориді ерітіндісі қан плазмасымен изотонды,оны физиологиялық ерітінді деп атайды.Гипертонды ерт-қан плазмасымен салыстырғанда қысымы жоғары ерітінділерГипотонды-қан плазмасымен салыстырғанда қысымы төмен ерітінділер.Плазмолиз—жасушаны гипертонды ерітіндіге батырғанда судың дасуша ішінен ерітіндіге қарай өтуінен жасушаның жиырылу құбылысы.Гемолиз-жасушаны гипотонды ерітіндіге батырғанда судың ерітіндіден жасуша ішіне қарай еніп,жасушаның ісіну құбылысы.Бұл кезде жасуша жарылады.Тугор-Жасушаның пішінін,серпімділігін,тұрақтылығын сақатуға көмектесетін қысым. 21. Гидротикалық процестер. Судың иондық көбейтіндісі. Сутектік көрсеткіш (pH). Су әлсіз электролит, электр тоғын нашар өткізеді, тек аздап қана диссоциацияға түседі: 2Н2О ↔ H3О+ + OH-не Н2О ↔ H+ + OH- деп жазады. Судың электр өткізгіштігін өлшеу арқылы сутек- және гидроксид- иондарының концентрациясы 10-7моль/л екендігі анықталған. Тепе-теңдікке келген жүйе үшін әрекеттесуші массалар заңын пайдаланып, диссоциация константасын жазуға болады: К = [H+]× [OH-]/[H2O] = 1,8×10-16 екендігі 22°С температурада анықталған. Судың диссоциациялануы өте нашар болғандықтан,