- කිසියම් රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක ප්‍රතිඵල සෑදීම සදහා පහත අවශ්‍යතා සපුරාලිය යුතුය.
- ප්‍රතික්‍රියක අණු එකිනෙක සමග ගැටිය යුතුය.
- ගැටෙන විට එම අණු සක්‍රියන ශක්තිය ඉක්මවා තිබිය යුතුය.
- ගැටෙන විට එම අණු උචිත දිශානතියකට ගැටිය යුතුය.
- ප්‍රතික්‍රියාවක් සිදුවීමට නම් ප්‍රතික්‍රියක අණු එකට ගැටීම අනිවාර්ය වේ.නමුත් ගැටීමක් සිදුවන සෑම මොහොතකදීම ප්‍රතික්‍රියාවක් සිදු නොවේ.
උදා: H2 හා Cl2 අණු අදුරේදී ගැටුණු විට ප්‍රතික්‍රියාවක් සිදු නොවේ.ඒ සදහා ආලෝකය අවශ්‍ය වේ.
- මේ අනුව ප්‍රතික්‍රියාවක් ආරම්භ කර ප්‍රතිඵල සෑදීම සදහා ප්‍රතික්‍රියක අණු වලට කිසියම් ශක්තියක් ලබා දිය යුතුය.
සක්‍රීයන ශක්තිය
- ඵල සෑදීම සදහා සංඝට්ටනය වන අණු වලට තිබිය යුතු අවම ශක්තිය සක්‍රියන ශක්තියයි.
- මෙය ශක්ති බාධකයක් වන අතර එහි විශාලත්වය මත ප්‍රතික්‍රියාවේ ශීඝ්‍රතාවය රදා පවතී.
\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\text{ ශීඝ්‍රතාවය}\;\alpha\;\frac1{\text{ සක්‍රීයන ශක්තිය }\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;
- එනම් සක්‍රියන ශක්තිය අඩු ප්‍රතික්‍රියකයක් ඉහල ශීඝ්‍රතාවයෙන් ප්‍රතික්‍රියාව සිදුකරයි.
උදා: H2 හා F2 අදුරේදී පවා ප්‍රතික්‍රියා කර HF සාදයි.
- ප්‍රතික්‍රියාවේ සක්‍රියන ශක්තිය හෝ ඊට වැඩි ශක්තියක් ඇති ප්‍රතික්‍රියක අණු අතර ප්‍රතික්‍රියාව වීම සදහා ගැටීමත් සිදු විය යුතු අතර එම ගැටීම උචිත දිශානතියකින් සිදුවන සඵල ගැටීමක් විය යුතුය.(එසේ නොවුනහොත් සක්‍රියන ශක්තිය තිබුනද අණු පොලාපැන ඉවතට විසිවීම සිදුවිය හැක.)
උදා:-
{\mathrm{NO}}_{(\mathrm g)}\;+\;{\mathrm{Cl}}_{2(\mathrm g)}\;\rightarrow\;{\mathrm{NOCl}}_{(\mathrm g)}\;+\;{\mathrm{Cl}}_{(\mathrm g)}
N = O + Cl – Cl → X (ප්‍රතිඵල නොසෑදේ)
O = N + Cl – Cl → O = N – Cl + Cl (ප්‍රතිඵල සෑදේ)
සක්‍රීයන සංකීර්ණය
- කිසියම් රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවකදී අදාළ ප්‍රතික්‍රියකය ශක්තිය ඉහලම අවස්ථාව කරා එළැඹීමෙන් පසු එය ප්‍රතිඵලය වෙතට ළගා වේ.මෙම ශක්තියේ ඉහළම අවස්ථාව සක්‍රියන සංකීර්ණය හෙවත් සංක්‍රමණ අවස්ථාව (TS) ලෙස හදුන්වයි.
- ප්‍රතික්‍රියාව තාපදායක වුවද තාප අවශෝෂක වුවද සක්‍රිය සංකීර්ණයේ ශක්තිය ප්‍රතික්‍රියක හෝ ප්‍රතිඵල වල ශක්තියට වඩා සෑමවිටම වැඩිය.
- සක්‍රිය සංකීර්ණය බෙහෙවින්ම අස්ථායි වන අතර කිසිවිටෙකත් මෙය ප්‍රතික්‍රියා මිශ්‍රණයෙන් වෙන් කළ නොහැකිය.ස්වයංසිද්ධවම ප්‍රතිඵල බවට පත් වේ.
තාප අවශෝෂක ප්‍රතික්‍රියාව
තාපදායක ප්‍රතික්‍රියාව
- E1 = ඉදිරි ප්‍රතික්‍රියාවේ සක්‍රියන ශක්තිය
- E2 = පසු ප්‍රතික්‍රියාවේ සක්‍රියන ශක්තිය
- △H = ප්‍රතික්‍රියා එන්තැල්පිය (මෙය ඉදිරි ප්‍රතික්‍රියාවේ හා පසු ප්‍රතික්‍රියාවේ සක්‍රියන ශක්ති වෙනසට සමාන වේ)
ප්‍රතික්‍රියාවක ශීඝ්‍රතාවය කෙරෙහි බලපාන සාධක
- ප්‍රතික්‍රියකවල භෞතික ස්වභාවය
- ප්‍රතික්‍රියකවල සාන්ද්‍රණය/පීඩනය
- උෂ්ණත්වය
- උත්ප්‍රේරක
- විද්‍යුත් ධාරාව
- මන්ථනය
- ආලෝකය
ප්‍රතික්‍රියාවක ශීඝ්‍රතාව කෙරෙහි භෞතික ස්වභාවයේ බලපෑම
පරීක්ෂණය: CaCO3 සමාන ස්කන්ධ 2ක් කුඩු වශයෙන් හා කැට වශයෙන් ගෙන, එකම HCl ද්‍රාවණයකින් සමාන පරිමාවක් බැගින් එක් කර වායු බුබුලු පිටවන වේගය නිරීක්ෂණය කිරීම.
ප්‍රතික්‍රියාව;
\;{\mathrm{CaCO}}_{3(\mathrm s)}\;+2{\mathrm{HCl}}_{(\mathrm{aq})}\;\rightarrow{\mathrm{CaCl}}_{2(\mathrm{aq})}\;+\;{\mathrm{CO}}_{2(\mathrm g)}\;+\;{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}
නිරීක්ෂණය: කුඩු වශයෙන් ඇති අවස්ථාවේ වායු බුබුලු පිටවන වේගය වැඩි වේ.
හේතුව : ප්‍රතික්‍රියක අණු කුඩා වන විට පෘෂ්ඨික වර්ගඵලය වැඩි වන බැවින් ප්‍රතික්‍රියක අණු අතර සිදුවන සඵල ගැටුම් භාගය වැඩි වේ.
ප්‍රතික්‍රියාවක ශීඝ්‍රතාව කෙරෙහි සාද්‍රණයේ (පීඩනයේ) බලපෑම
පරීක්ෂණය: ස්කන්ධය සමාන Mg පටි 2ක් ගෙන අවස්ථා 2ටම ජලය 10ml පමණ එක් කර එකකට HCl ද්‍රාවණයකින් බිංදු 2ක් පමණද, අනෙකට HCl ද්‍රාවණයෙන් බිංදු 4ක් පමණද යොදා වායු බුබුලු පිටවන වේගය නිරීක්ෂණ කරන්න.
ප්‍රතික්‍රියාව;
\;\;{\mathrm{Mg}}_{(\mathrm s)}+2{\mathrm{HCl}}_{(\mathrm{aq})}\;\rightarrow{\mathrm{MgCl}}_{2(\mathrm{aq})}\;+\;{\mathrm H}_{2(\mathrm g)}
නිරීක්ෂණය: HCl වැඩිපුර යෙදු අවස්ථාවේ වායු බුබුලු පිටවන වේගය වැඩිය.
නිගමනය: සාද්‍රණය වැඩිවන විට ඒකක පරිමාවක අඩංගු ප්‍රතික්‍රියක අණු භාගය වැඩිවන අතර ඒවා අතර සිදුවන සඵල ගැටුම් භාගය වැඩිවීමෙන් ප්‍රතික්‍රියාවේ ශීඝ්‍රතාවය වැඩි වේ.
- වායුමය ප්‍රතික්‍රියක ඇති විට නියත උෂ්ණත්වයේදී පද්ධතියේ පීඩනය වැඩිකිරීමෙන් ප්‍රතික්‍රියකවල සාද්‍රණය වැඩි වේ. P = CRT (P α C) එවිට ඒකක පරිමාවක අඩංගු ප්‍රතික්‍රියක අණු භාගය වැඩිවන අතර සිදුවන සඵල ගැටුම් භාගය වැඩි වී ප්‍රතික්‍රියාවේ ශීඝ්‍රතාව වැඩි වේ.
ප්‍රතික්‍රියාවක ශීඝ්‍රතාව කෙරෙහි උෂ්ණත්වයේ බලපෑම
පරීක්ෂණය: පහත ආකාරයට H2SO4 වලින් ආම්ලික කළ KMnO4 හා ඔක්සලික් අම්ලය මිශ්‍රකර එකිනෙකට වෙනස් උෂ්ණත්ව 2ක තබා වර්ණ විපර්යාසයක් නිරීක්ෂණය කිරීමට ගතවන කාලය මිනුම් කිරීම.
ප්‍රතික්‍රියාව;
16\mathrm H^++\underset{\;\text{(දම්) }}{2\mathrm{MnO}_4^-}+\;5{\mathrm C}_2\mathrm O_4^{2-}\;\rightarrow10{\mathrm{CO}}_2\;+\;\underset{\;\text{(අවර්ණ)}\;\;\;\;\;}{2\mathrm{Mn}^{2+}}+\;\;8{\mathrm H}_2\mathrm O
නිරීක්ෂණය: උෂ්ණත්වය වැඩි අවස්ථාවේදී පලමුව දම් පැහැය විවර්ණ වේ.
හේතුව: උෂ්ණත්වය වැඩි කිරීමේදි ප්‍රතික්‍රියක අණු සතු ශක්තිය වැඩිවන අතර සක්‍රියන ශක්ති බාධකය ඉක්මවා යන අණු භාගය වැඩි වේ.ඒවා අතර සිදුවන සඵල ගැටුම් භාගය වැඩිවීම ප්‍රතික්‍රියාවේ ශීඝ්‍රතාව වැඩි වීමට හේතු වේ.
- ප්‍රතික්‍රියාවක් තාපදායක වුවද තාප අවශෝෂක වුවද උෂ්ණත්වය වැඩි කිරිමේදී ප්‍රතික්‍රියාවේ ශීඝ්‍රතාවය වැඩි වේ.
- අඩු උෂ්ණත්ව පරාස වලදී උෂ්ණත්වය 10ºC න් පමණ වැඩි කිරීමේදී ප්‍රතික්‍රියාවේ ශීඝ්‍රතාව දෙගුණයකින් පමණ වැඩි වේ
- උෂ්ණත්වය වැඩි කිරීමේදී ශීඝ්‍රතා නියතය වැඩිවීම සිදුවේ.
උත්ප්‍රේරක
- රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක,
- යාන්ත්‍රණය වෙනස් කරමින්,
- අඩු ශක්ති මාර්ගයක් ඔස්සේ සිදුවීමට සලස්වමින්,
- ප්‍රතික්‍රියාව සදහා වන ස්ටොයිකියෝමිතික සමීකරණය තුල අඩංගු නොවන,
- ප්‍රතික්‍රියාවට ප්‍රමාණාත්මකව වැය නොවන,
එහෙත් ප්‍රතික්‍රියාවේ ශීඝ්‍රතාව වැඩි කරන රසායනික ප්‍රභේද උත්ප්‍රේරක නම් වේ.
- ප්‍රතික්‍රියාවකදී උත්ප්‍රේරක මගින් සිදුකරන ක්‍රියාව උත්ප්‍රේරණය නම් වේ.
- උත්ප්‍රේරක මගින් ප්‍රතික්‍රියාව සදහා විකල්ප මාර්ගයක් ලෙස සක්‍රියන ශක්තිය අඩු මාර්ගයක් ඔස්සේ ගමන් කිරීමට සලස්වයි.
- ප්‍රතික්‍රියාවක ශීඝ්‍රතාව කෙරෙහි බලපාන අනෙක් සංඝටක මගින් සක්‍රියන ශක්තිය අඩු නොකරන බැවින් උත්ප්‍රේරක මගින් සිදුකරන ක්‍රියාව විශේෂ යැයි සැලකේ.
- උත්ප්‍රේරක ප්‍රධාන වර්ග 2කි.
- සමජාතීය උත්ප්‍රේරක.
- විෂමජාතීය උත්ප්‍රේරක.
සමජාතීය උත්ප්‍රේරක
ප්‍රතික්‍රියක පවතින භෞතික අවස්ථාවේම උත්ප්‍රේරක පවතී නම් එවැනි උත්ප්‍රේරක සමජාතීය උත්ප්‍රේරක ලෙස හදුන්වයි.
උදා:
|
ප්‍රතික්‍රියාව |
උත්ප්‍රේරකය |
|
2{\mathrm{SO}}_{2(\mathrm g)\;}+\;\;{\mathrm O}_{2(\mathrm g)}\xrightarrow{{\mathrm{NO}}_{(\mathrm g)}}\;2{\mathrm{SO}}_{3(\mathrm g)\;}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;
2{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{2(\mathrm l)}\;\;\xrightarrow{{\mathrm{NaOH}}_{(\mathrm{aq})}}\;\;2{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}\;\;+\;\;{\mathrm O}_{2(\mathrm g)} |
{\mathrm{NO}}_{\;(\mathrm g)} {\mathrm{NaOH}}_{(\mathrm{aq})} |
විෂමජාතීය උත්ප්‍රේරක
ප්‍රතික්‍රියාවක හා උත්ප්‍රේරක එකිනෙකට වෙනස් භෞතික අවස්ථාවල පවතී නම් එවැනි උත්ප්‍රේරක විෂමජාතීය උත්ප්‍රේරක නම් වේ.
|
ප්‍රතික්‍රියාව |
උත්ප්‍රේරකය |
|
2{\mathrm{SO}}_{2(\mathrm g)\;}+\;{\mathrm O}_{2(\mathrm g)}\;\;\;\;\;\xrightarrow{\;\;\;\mathrm V2\mathrm O5_{(\mathrm s)\;}\;\;\;\;\;}\;\;\;\;2{\mathrm{SO}}_{3(\mathrm g)} {\mathrm N}_{2(\mathrm g)}\;+3{\mathrm H}_{2(\mathrm g)}\;\xrightarrow{\;\;{\mathrm{Fe}}_{(\mathrm s)\;}}\;2{\mathrm{NH}}_{3(\mathrm g)} |
{\mathrm V}_2{\mathrm O}_{5(\mathrm s)} {\mathrm{Fe}}_{(\mathrm s)} |
ශක්ති චිත්‍ර ඇසුරින් උත්ප්‍රේරක ක්‍රියාවලිය පැහැදිලි කිරීම
E1 – උත්ප්‍රේරක ඇති විට සක්‍රියන ශක්තිය
E2 – උත්ප්‍රේරක නැති විට සක්‍රියන ශක්තිය.
E2 ට වඩා E1 අඩුවන බැවින් උත්ප්‍රේරක යෙදීමෙන් ප්‍රතික්‍රියක ප්‍රතිඵල බවට පත්වීම පහසුවෙන් සිදුවේ.
බෝල්ට්ස්මාන් වක්‍ර ඇසුරින් උත්ප්‍රේරක ක්‍රියාවලිය පැහැදිලි කිරීම
- උත්ප්‍රේරක යෙදීමෙන් පසු සක්‍රියන ශක්තිය අඩු මාර්ගයක් ඔස්සේ ප්‍රතික්‍රියාව සිදුවන බැවින් පෙර අවස්ථාවට වඩා සක්‍රියන ශක්තිය ඉක්මවූ ප්‍රතික්‍රියක අණු භාගය වැඩි වේ.ඒවා අතර සිදුවන සඵල ගැටුම් භාගය වැඩිවන බැවින් ප්‍රතික්‍රියාවේ ශීඝ්‍රතාව වැඩි වේ.
උත්ප්‍රේරකවල ලක්ෂණ
- උත්ප්‍රේරක වලට කිසියම් ප්‍රතික්‍රියාවක් මගින් ලබෙන ඵල ප්‍රමාණය වැඩිකල නොහැකි අතර ඵල ලැබීමේ ශීඝ්‍රතාව හෙවත් ඒකක කාලයකදී ලැබෙන ඵල ප්‍රමාණය වැඩිකල හැක.
- උත්ප්‍රේරක මගින් ප්‍රතික්‍රියාවේ එන්තැල්පි විපර්‍යාසයට බලපෑමක් සිදු නොකරන අතර තාපය නිදහස් හෝ අවශෝෂණය වන ශීඝ්‍රතාව වැඩි කරයි.( ΔH වෙනස් නොකරයි)
- උත්ප්‍රේරක එක් කිරීමෙන් සක්‍රියන ශක්තිය වෙනස්වන අතර එමගින් ප්‍රතික්‍රියාවේ ශීඝ්‍රතා නියතයද වෙනස් වේ.
- සමතුලිත ප්‍රතික්‍රියාවකට උත්ප්‍රේරකයක් එක් කිරීමේදී ඉදිරි ප්‍රතික්‍රියාවේ ශීඝ්‍රතාවයත්, ආපසු ප්‍රතික්‍රියාවේ ශීඝ්‍රතාවයත්,
- එකම ප්‍රමාණයකින්,
- එකම භාගයකින්,
- එකම ප්‍රතිශතයකින්, වැඩිකරයි.
- එයට හේතුව වන්නේ
ඉදිරි ප්‍රතික්‍රියාවේත්,ආපසු ප්‍රතික්‍රියාවේත් සක්‍රියන ශක්තිය එකම ප්‍රමාණයකින් අඩු වීමයි.
සමතුලිතතා නියතයට උත්ප්‍රේරක මඟින් බලපෑමක් නැත.
- සමහර අවස්ථාවලදී උත්ප්‍රේරක නොමැතිව ප්‍රතික්‍රියාව සිදුකල නොහැක.
- සමහර ප්‍රතික්‍රියා වලදී ප්‍රතික්‍රියාවෙන් සෑදෙන ඵලයක් මගින් ප්‍රතික්‍රියාව උත්ප්‍රේරණය වේ.එවැනි උත්ප්‍රේරක ස්වයං උත්ප්‍රේරක ලෙස හැදින්වේ.
- සමහර අවස්ථාවලදී ප්‍රතික්‍රියාවේ ශීඝ්‍රතාව අඩු කිරීමට යම් යම් ද්‍රව්‍ය එක් කරන අතර ඒවා නිශේධක නම් වේ.
- සමහර උත්ප්‍රේරක වල උත්ප්‍රේරණ ක්‍රියාවලිය සිදුකිරීමට ආලෝකය අවශ්‍ය වේ.එවැනි උත්ප්‍රේරක ප්‍රකාශ උත්ප්‍රේරක නම් වේ.
- ශුද්ධ රසායනික විපර්යාසයක් සිදු නොවේ.
- උත්ප්‍රේරණය සඳහා උත්ප්‍රේරකයක් අවශ්‍ය වන්නේ සුළු ප්‍රමාණයකි. එම නිසා උත්ප්‍රේරකයේ සාන්ද්‍රණය යම් මට්ටමක් දක්වා වැඩි කරන විට ප්‍රතික්‍රියාවේ ශීඝ්‍රතාවය වැඩි වී , ඉන් පසුව කොතරම් උත්ප්‍රේරකය එකතු කළ ද ශීඝ්‍රතාවය වෙනස් නොවේ.
- බොහෝමයක් උත්ප්‍රේරක උපස්තර විශිෂ්ඨ වුව ද , සමහර උත්ප්‍රේරක උපස්තර වර්ග කීපයක් මත ක්‍රියා කරයි.
උදා:- Ni උත්ප්‍රේරකය ඇල්කීන , ඇල්කයින , ඇල්ඩිහයිඩ , කීටෝන වැනි විවිධ උපස්තර මත ක්‍රියා කරමින් හයිඩ්‍රජනීකරණය සිදු කරයි.
- උත්ප්‍රේරකයක් මගින් ප්‍රතික්‍රියාවක එන්තැල්පි විපර්යාසය හා ∆G අගය වෙනස් නොකරයි. උත්ප්‍රේරකයක් මගින් ප්‍රතික්‍රියාව අතරතුර එන්ට්‍රොෆි වෙනසක් ඇති කළ ද ශුද්ධ එන්ට්‍රොෆි වෙනසක් සිදු නොවේ.
- උත්ප්‍රේරකයක් මගින් සමතුලිත ප්‍රතික්‍රියාවක ඉදිරි හා පසු ප්‍රතික්‍රියා 2කම සක්‍රීයන ශක්ති එකම ප්‍රමාණයකින් අඩු කරන නිසා ඉදිරි ප්‍රතික්‍රියාවේ මෙන්ම පසු ප්‍රතික්‍රියාවේ වේගය එකම ප්‍රමාණයකින් වැඩි කරයි. එවිට ඒවායේ වේග නියත ද එකම ගුණාකාරයකින් වැඩි වේ. වේග නියත වල අනුපාතය වන සමතුලිත නියත ( KC KP ) වෙනස් නොවේ.
Results
#1. මින් කුමක්/කුමන ඒවා වායු සහභාගී වන ප්‍රතික්‍රියාවක සීඝ්‍රතාව සමග සම්බන්ද කළ හැකිද? a)තත්පරයකදී සිදුවන ගැටුම් ගණන b)ප්‍රතික්‍රියාවේ සමස්ථ එන්තැල්පි විපර්යාසය c)ඵල අණුවල සම්මත උත්පාදන එන්තැල්පිය d)අණුවල මධ්‍යනය චාලක ශක්තිය
#2. උෂ්ණත්වය නියතව තබා ගනිමින් ප්‍රතික්‍රියකවල සාන්ද්‍රණ වැඩි කළ විට ප්‍රතික්‍රියා සීඝ්‍රතාව වැඩි වන්නේ, a)අණු අතර ගැටුම් වැඩි වන නිසා b)සක්‍රියන ශක්තියට වඩා ශක්තිය වැඩි අණු භාගය වැඩි වන නිසා c)ගටුම්වල ශක්තිය වැඩි වන නිසා d)නිවැරදි දිශානතියෙන් යුතුව සිදු වන ගැටුම් ගණන වැඩි වන නිසා
#3. උත්ප්‍රේරකයක් සම්බන්දයෙන් පහත දී ඇති කුමන වගන්ති/වගන්තිය අදාළ වේද? a)එය රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක එන්තැල්පිය වෙනස් කරයි. b)එය රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක සක්‍රියන ශක්තිය අඩු කරයි. c)එය රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක දී ක්ෂය නොවේ. d)එය සමතුලිතතාවේ ඇති රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක ඉදිරි හා පසු ප්‍රතික්‍රියා දෙකෙහිම සීඝ්‍රතා එකම සාධකයකින් වැඩි කරයි.
