11.03.00 – ප්‍රතික්‍රියා යාන්ත්‍රණය හා ප්‍රතික්‍රියා ශීඝ්‍රතාවය

0
628
  • ප්‍රතික්‍රියාවක් සිදුවෙතැයි සලකනු ලබන ආකාරය හෙවත් ප්‍රතික්‍රියාවක ,

                ප්‍රතික්‍රියක ඵල බවට වන සංක්‍රමණය තුල සිදුවන ක්‍රියාවලිය අදාල ප්‍රතික්‍රියාවේ යාන්ත්‍රණය නම් වේ.

  • මෙලෙස ප්‍රතික්‍රියාවක් සිදුවිය හැකි ආකාර 2කි.
  • මූලික ප්‍රතික්‍රියා.

                      රසායනික ප්‍රතික්‍රියාව කෙලින්ම තනි පියවරකින් සිදු වේ.

  • බහු පියවර ප්‍රතික්‍රියා.

                         රසායනික ප්‍රතික්‍රියාව අතරමැදි සක්‍රිය සංකීර්ණ 2ක් හෝ වැඩි සංඛ්‍යාවක් හරහා ප්‍රතික්‍රියා උප පියවර 2ක් හෝ වැඩි ගණනකින් සම්පූර්ණ වන ආකාරයේ ප්‍රතික්‍රියා වේ.

විභව ශක්ති පැතිකඩ / ශක්ති චිත්‍රය

               ප්‍රතික්‍රියා ප්‍රතිඵල යන පරිවර්තනය තුල සිදුවන ප්‍රතික්‍රියා යාන්ත්‍රණයේදී හමුවන එක් එක් ප්‍රභේදයේ ගැබ්ව පවතින අභ්‍යන්තර ශක්තිය ප්‍රතික්‍රියා ඛණ්ඩාංක හෙවත් ප්‍රතික්‍රියාවේ ප්‍රගමනය සමග විචලනය වන ආකාරය දක්වමින් නිර්මාණය කරනු ලබන ප්‍රස්තාරික සටහන් විශේෂය විභව ශක්ති පැතිකඩ නම් වේ.

මූලික ප්‍රතික්‍රියා

  • පරිවර්ථන ක්‍රියාවලිය තුල සක්‍රිය සංකීර්ණ (  AC   ) හෙවත් සංක්‍රමණ අවස්තා (  TC   )   එකක් පමණක් පවතින පරිදි සිදුවේ.
  • මෙවැනි ප්‍රතික්‍රියා බහුලව දක්නට නොලැබේ.

බහු පියවර ප්‍රතික්‍රියා

  • පරිවර්තන ක්‍රියාවලිය තුල අතරමැදි සක්‍රිය සංකීර්ණ 2ක් හෝ වැඩි ගණනක් හරහා සම්පූර්ණ වන ආකාරයේ ප්‍රතික්‍රියා වේ.
  • මෙවැනි ප්‍රතික්‍රියා සුලභව හමුවේ.

ශීඝ්‍රතා තීරක පියවර

  • රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක ශීඝ්‍රතාවය තීරණය කරනු ලබන වැඩිම සක්‍රිය ශක්තියෙන් යුතු සෙමින්ම වන පියවර අදාල ප්‍රතික්‍රියාවේ ශීඝ්‍රතා තීරක පියවර නම් වේ.
  • මූලික ප්‍රතික්‍රියාවක එහි ඇති එකම පියවර ශීඝ්‍රතා පියවර නම් වේ.
  • බහු පියවර ප්‍රතික්‍රියාවකදී ශීඝ්‍රතා පියවර යාන්ත්‍රණයේ වැඩිම ශක්තියෙන් යුතු ප්‍රතික්‍රියා උප පියවර වේ.

අණුකතාවය

  • තුලිත රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවේ පවතින ප්‍රතික්‍රියක අණු වල මුලු එකතුව අණුකතාවය වේ.

ප්‍රතික්‍රියාවක පෙළ

  • යම් ප්‍රතික්‍රියකයක සාන්øණයේ කුමන බලයකට ප්‍රතික්‍රියා ශීඝ්‍රතාවය සමානුපාතික වේ දැයි හදුනාගත් විට එය අදාල ප්‍රතික්‍රියාවට තෝරාගත් ප්‍රතික්‍රියයක අනුබද්ධ පෙළ වේ.
  • මෙම පෙළ අගය පරීක්ෂනාත්මකව නිර්ණය කල යුතු අණුභවික නියතයකි.
  • මූලික ප්‍රතික්‍රියාවකදී,

                             පෙළ ප්‍රතික්‍රියකයේ ස්ටොයිකියෝමිතික සංගුණකය ද,

  • බහු පියවර ප්‍රතික්‍රියාවකදී,

                      ශීඝ්‍රතා තීරක පියවරට සම්බන්ධ නොවන ප්‍රතික්‍රියක සම්බන්ධ පෙළ ශුන්‍ය ද,

                      ශීඝ්‍රතා තීරක පියවරට සම්බන්ධ පියවරක පෙළ ශීඝ්‍රතා තීරක පියවර වන මූලික ප්‍රතික්‍රියාවේ ස්ටොයිකියෝමිතික සංගුණකය ද, ලෙස ගනී.

  • බහු පියවර ප්‍රතික්‍රියාවක ශීඝ්‍රතා තීරක පියවරට පෙර වේගවත් සමතුලිත පියවරක් පැවතිය හොත් ශීඝ්‍රතා තීරක පියවරෙහි නොපවතින ප්‍රතික්‍රියක සම්බන්ධයෙන්ද පෙළ අගයක් පැවතිය හැකිය.

මේ බව සමතුලිතයේ KC ඇසුරින් ඔප්පු කල හැකිය.

ප්‍රතික්‍රියක සාන්ද්‍රණය

  • ප්‍රතික්‍රියාවක් ගත් විට යම් ප්‍රතික්‍රියකවල සාන්ද්‍රණයට බලපාන අතර තවත් ප්‍රතික්‍රියක වලින් බලපෑමක් නොවේ.
  • මෙසේ වනුයේ ශීඝ්‍රතා තීරක පියවරෙහි අදාළ ප්‍රතික්‍රියක පැවතීම හෝ නොපැවතීම අනුවය.
  • ඒ අනුව ශීඝ්‍රතාව හා ප්‍රතික්‍රියක සාන්ද්‍රණ අතර සම්බන්ධයක් පහත පරිදි වේ.

ශීඝ්‍රතා සමීකරණය

                   aA   +   bB    →    cC   +   dD

  • ශීඝ්‍රතා ප්‍රකාශනය

                                                 R α    [A]x   [B]y                       

                                      X = A ප්‍රතික්‍රියකය අනුබද්ධ පෙළ

                                      Y = B ප්‍රතික්‍රියකය අනුබද්ධ පෙළ

  • ශීඝ්‍රතා සමීකරණය

                    R = K   [A]x   [B]y

                    K       = අදාළ තත්ත්ව යටතේ ශීඝ්‍රතා නියතය                          

                    (x+y) = සමස්ත පෙළ

  • ශීඝ්‍රතාවය ප්‍රකාශ කරන ඒකක

                                              mol dm-3 s-1

                                              mol dm-3 min-1

නමුත් මූලිකවම mol dm-3 s-1  යෙදේ.

  • ශීඝ්‍රතාවයේ ඒකක නියත නිසා, k හි ඒකක වෙනස් විය හැකිය.

        ප්‍රතික්‍රියාව,

                       ශුන්‍ය පෙළ නම්  –  mol dm-3 s-1

                       පළමු පෙළ නම්  –  s-1

                       දෙවන පෙළ නම්  –  mol-1 dm3 s-1      ලෙස k  හි ඒකක වෙනස් වේ.

  • K වැඩි වන විට R අඩු වීමද,
  •  K අඩු වන විට R වැඩි වීමද සිදු වේ.

                      K රදා පවතින සාධක.

                              K = k0 e E/RT

                             E –  සක්‍රියන ශක්තිය

                            R –  සර්වත්‍ර වායු නියතය

                           T – නිරපේක්ෂ උෂ්ණත්වය

                            උෂ්ණත්වය මත k රදා පවතී.

ප්‍රතික්‍රියාවක පෙළ පරීක්ෂණාත්මකව සෙවීම                

   A  අනුබද්ධ පෙළ  x

   B  අනුබද්ධ පෙළ  y

  • මෙහිදී එක් ප්‍රතික්‍රියක පෙළ නිර්ණය කරනුයේ අනෙක් ප්‍රතික්‍රියකවල සාන්ද්‍රණය නියතව තබා අදාළ ප්‍රතික්‍රියකයේ සාන්ද්‍රණ අවස්‍තා 2ක් ගෙන අදාළ ශීඝ්‍රතා සැසදීමෙනි.

     A හි සාන්ද්‍රණය නියතව තබා,

 1 න්,

                A විසදීමෙන් y වන B හි පෙළ ගණනය කරයි.

මෙලෙසම B හි සාන්ද්‍රණය නියතව තබා A හි සාන්ද්‍රණය වෙනස් කර A හි පෙළ ගණනය කරයි.

 B විසදීමෙන් A හි පෙළ ගණනය කරයි.

               නිදසුන්:

A හා B අතර ප්‍රතික්‍රියාව පහත පරිදිය.

                A     +     3B         →        C

මෙහි යාන්ත්‍රණය පහත වේ.

මෙහි,

           දෙවන පියවර වඩා සෙමින් වන පියවර නිසා එය ශීඝ්‍රතා තීරක පියවර වේ.එහි ප්‍රතික්‍රියක ශීඝ්‍රතාව බලපායි.

    A   අනුබද්ධ පෙළ   =  0

    B    අනුබද්ධ පෙළ  =  3

            සමස්ත පෙළ   =   3+0  =  3

                                         R  =  K[A]0  [B]3

                                         R  =  K[B]3  

සාන්ද්‍රණ ශීඝ්‍රතා වක්‍ර

  • තෝරාගත් ප්‍රතික්‍රියාක අනුබද්ධයෙන් පෙළ අගය මත ලැබෙන සාන්ද්‍රණ ශීඝ්‍රතා වක්‍රයේ හැඩය වෙනස් වේ.

සාන්ද්‍රණ කාල වක්‍ර

මෙම වක්‍ර වල අනුක්‍රමණයෙන් ශීඝ්‍රතාව ලැබේ.

  1. ශුන්‍ය පෙළ ප්‍රතික්‍රියාව.  

                      ශුන්‍ය පෙළ ප්‍රතික්‍රියාවක සාන්ද්‍රණය සමග ශීඝ්‍රතාවය නියත අගයක පවතී. එමනිසා අනුක්‍රමණය නියතය.

  • පළමු පෙළ ප්‍රතික්‍රියාව.

                     මෙවිට සාන්ද්‍රණය සහ ශීඝ්‍රතාවය අතර ඍණ සම්බන්ධයක් වේ.එනිසා කාලය සමග සාන්ද්‍රණය අඩුවන විට අනුක්‍රමණය (ශීඝ්‍රතාව) ක්‍රමයෙන් අඩු වේ.

Results

#1. උත්ප්‍රේරකයක්,

#2. රසයනික ප්‍රතික්‍රියාවක සීඝ්‍රතාවය පිලිබදව මෙහි දී ඇති වගන්ති අතුර්‍රෙන් අසත්‍ය කුමක්ද?

#3. කිසියම් උෂ්ණත්වයක්දී උත්ප්‍රේරකයක්

finish

ඔබේ අදහස් හා ප්‍රශ්න ඇතුළත් කරන්න.