Kimyoviy reaksiyalar

Molekulalar tanamizni tashkil qilib, kimyoviy bogʻlanishlar orqali birgalikda tanani ushlab turuvchi shunchaki atomlar toʻplamidir. Koʻp jihatdan, ular Tinkertoy® oʻyinchoqlaridan yasalgan qurilish loyihasiga oʻxshaydi. Haqiqatdan ham, organik kimyoni oʻqib, ehtimol siz Tinkertoys®ga juda oʻxshash modelni sotib olishingiz mumkin:

Tinkertoy® gʻildiraklarini turli xil tayoq biriktirgichlardan foydalangan holda turli xil usulda birlashtirish mumkin boʻlganidek, siz turli xil kimyoviy birikmalar hosil qilib, atomlarni turli yoʻllar bilan birlashtirishingiz mumkin. Kimyoviy bogʻlanishlarning bitta bogʻini uzib, yangi bogʻni yaratish orqali atomlarni qayta joylashtirish jarayoni kimyoviy reaksiya deb nomlanadi.

Atomlar orasida kimyoviy bogʻlar hosil boʻlganida yoki uzilganida kimyoviy reaksiyalar sodir boʻladi. Kimyoviy reaksiyaga kirishayotgan moddalar reagentlar va reaksiya oxirida hosil boʻlgan moddalar esa reaksiya mahsuloti deb nomlanadi. Kimyoviy reaksiyaning yoʻnalishini bildirish uchun reagentlar va mahsulotlar orasiga strelka chiziq chiziladi, lekin kimyoviy reaksiyalar har doim ham “bir tomonlama yoʻl” emas, bu haqida keyingi boʻlimda batafsilroq bilib olasiz.

Masalan, vodorod peroksidining ($\text{H}_{2}$start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript$\text{O}_{2}$start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript) suv va kislorodga parchalanish reaksiyasini quyidagicha yozish mumkin:

$2 \text{H}_{2}$2, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript$\text{O}_{2} \text{(vodorod peroksidi)}$start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, left parenthesis, v, o, d, o, r, o, d, space, p, e, r, o, k, s, i, d, i, right parenthesis, end text $\rightarrow$right arrow $2\text{H}_{2}\text O \text{(suv)}$2, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, start text, left parenthesis, s, u, v, right parenthesis, end text + $\text{O}_{2}\text{(kislorod)}$start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, left parenthesis, k, i, s, l, o, r, o, d, right parenthesis, end text

Ushbu misolda vodorod peroksidi reagent hamda u reaksiya mahsuloti suv va kislorodga parchalanyapti. Vodorod peroksidi molekulalaridagi atomlar suv ($\text{H}_{2}\text O$start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text) va kislorod ($\text O_2$start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript) molekulalarini hosil qilish uchun oʻz oʻrinlarini oʻzgartiradi.

Yuqorida keltirilgan kimyoviy tenglamadagi suv va vodorod peroksidi oldidagi qoʻshimcha raqamlarga ($2$2s) eʼtibor bergan boʻlsangiz kerak. Ushbu raqamlar koeffitsiyentlar deb nomlanib, reaksiyada ishtirok etayotgan molekulalar sonini koʻrsatadi. Ular tenglama muvozanatlangan, yaʼni har bir elementning atomlari soni tenglamaning ikkala tomonida ham bir xil boʻlishi uchun kiritilishi kerak.

Tenglamalar normal kimyoviy reaksiya davomida hech qanday atom hosil boʻlmagan yoki yoʻq boʻlmaganligini ifodalovchi moddaning saqlanish qonunini aks ettirgan holda teng boʻlishi kerak. Reaksiyalarni tenglashtirish haqida koʻproq maʼlumotni kimyoviy tenglamalarni muvozanatlash videodarsidan oʻrganishingiz mumkin.

Baʼzi kimyoviy reaksiyalar reagentlar butunlay foydalanib boʻlmagunga qadar oddiygina bir yoʻnalishda harakatlanadilar. Bu reaksiyalarga qaytmas reaksiyalar deyiladi. Biroq boshqa reaksiyalar qaytuvchi sifatida tasniflanadi. Qaytar reaksiyalar oldinga va orqaga ham harakatlanishi mumkin.

Qaytar reaksiyalarida reagent reaksiya mahsulotiga aylanadi, ammo reaksiya mahsuloti ham qaytib reagentga aylanadi. Aslida, toʻgʻri reaksiya ham va teskari reaksiya ham bir vaqtning oʻzida sodir boʻladi. Ushbu orqaga va oldinga boʻlgan harakat reagentlar va reaksiya mahsulotlari orasidagi nisbiy – muvozanat deb ataluvchi holatga kelguncha davom etadi. Muvozanat holatida ham toʻgʻri va teskari harakatlanuvchi reaksiyalar sodir boʻlaveradi, ammo endi reaksiya mahsulotlari va reagentlarning nisbiy konsentratsiyasi boshqa oʻzgarmaydi.

Har bir reaksiya oʻziga xos muvozanat nuqtasiga ega boʻlib, biz uni muvozanat konstantasi deb nomlangan son bilan ifodalashimiz mumkin. Muvozanat konstantasi qanday topilishi va uni muayyan reaksiyalar uchun qanday hisoblashni kimyoviy muvozanat mavzusidan bilib olasiz.

Agar reaksiya qaytar reaksiya boʻlsa, u odatda ikkala yoʻnalishda ham harakatlanishi mumkinligini koʻrsatish uchun toʻgʻri va teskari chiziq bilan ifodalanadi. Masalan, inson qonidagi ortiqcha vodorod ionlari ($\text H^+$start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript) bikarbonat ionlariga ($\text{HCO}_{3}$start text, H, C, O, end text, start subscript, 3, end subscript$^{-}$start superscript, minus, end superscript) bogʻlanib, karbonat kislotasini ($\text{H}_{2}$start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript$\text{CO}_{3}$start text, C, O, end text, start subscript, 3, end subscript) hosil qiladi:

$\text{HCO}_{3}$start text, H, C, O, end text, start subscript, 3, end subscript$^{-}$start superscript, minus, end superscript + $\text{H}^{+}$start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript $\rightleftharpoons$\rightleftharpoons $\text{H}_{2}$start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript$\text{CO}_{3}$start text, C, O, end text, start subscript, 3, end subscript

Bu qaytar reaksiya boʻlganligi sababli agar tizimga karbonat kislotasi qoʻshilsa, muvozanatga qaytarish uchun uning bir qismi bikarbonat va vodorod ionlariga aylanadi. Haqiqatdan ham, bufer tizimi qondagi pH miqdorini barqaror va sogʻlom saqlashda muhim rol oʻynaydi.