ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
51 52
щественную роль играют время контакта и энергия, которой
обладают частицы. При постоянной температуре скорость
реакции должна быть прямо пропорциональна произведе-
нию концентраций реагирующих веществ, взятых в степе-
ни, показатель которой равен стехиометрическому коэффи-
циенту (закон действующих масс). Для произвольной реак-
ции
аА + вВ = сС + dD
уравнением для расчета скорости прямой реакции будет:
υ = k· c
A
a
·c
В
в
, (I-98)
где k- константа скорости реакции. Константа скорости ре-
акции не зависит от концентрации реагирующих веществ,
но зависит от их природы, температуры процесса и наличия
катализатора.
Порядком реакции называется сумма всех по-
казателей степеней при концентрациях в уравнении для
скорости реакции (1-53), т.е. а + в = n. Молекулярность и
порядок реакции численно совпадают только для простей-
ших реакций. Для сложных процессов превращение моле-
кул реагентов в молекулы продуктов через несколько по-
следовательных стадий молекулярность и порядок реакции
будут отличаться (порядок реакции меньше ее молекуляр-
ности). Скорость реакции для сложного механизма опреде-
ляется скоростью наиболее медленной стадии многоступен-
чатого процесса. Таким образом, если реакция протекает в
одну стадию, то порядок равен молекулярности; если реак-
ция протекает в несколько стадий, то порядок каждой из
стадий реакции равен молекулярности только этой стадии.
Следовательно, экспериментальное определение порядка
реакции может служить методом изучения ее механизма.
Если для осуществления элементарного акта необхо-
димо всего одна частица (молекула) А → В, то реакция на-
зывается мономолекулярной, а для нее υ = k·c. Если для об-
разования продукта реагируют две молекулы, например, Н
2
+I
2
→2HI, то реакция будет называться бимолекулярной ( υ
= k
22
IH
cс
, или, при с
2
Н
= с
iI
c
=
2
, υ= k·c
i
2
) и т.д.
Существуют реакции нулевого, первого, второго,
третьего порядка.
Реакции нулевого порядка.
v = - dc / dt =k c
0
или -dc = k dt.
Скорость реакции постоянна и не зависит от концен-
трации реагирующих веществ. После интегрирования полу-
чим:
- с = k t + B,
где В – постоянная интегрирования.
При t = 0 В = = - с
0
. Тогда с= с
0
– k t
),(
1
0
cc
t
k −= (I-99)
где с
0
, с – начальная концентрация исходного вещества и
концентрация в момент времени t от начала реакции.
Константу скорости реакции нулевого порядка изме-
ряют в моль/ дм
3
время.
Если с = с
0
/ 2, то t = t
½
, тогда
,
2
2\1
0
t
с
k =
или ,
2
0
2\1
k
с
t =
(I-100)
где t
1\2
– период полупревращения.
Период полупревращения – время в течение которого
в реакцию вступит половина исходного количества вещест-
ва.
Реакции первого порядка. К ним относятся реакции
изомеризации, разложения соединений в газовой фазе, на-
пример, (С
2
Н
5
)
2
О, СН
3
N= NCH
3
, а также процессы радиоак-
тивного распада.
Схема реакции согласно уравнению: А→В +…
В общем виде кинетическое уравнение реакции пер-
вого порядка:
-dc/ dt = k c
-1
или -dc / c = k dt.
щественную роль играют время контакта и энергия, которой +I2→2HI, то реакция будет называться бимолекулярной ( υ
обладают частицы. При постоянной температуре скорость = k с H 2 c I 2 , или, при с Н 2 = с I 2 = ci , υ= k·c i 2 ) и т.д.
реакции должна быть прямо пропорциональна произведе-
Существуют реакции нулевого, первого, второго,
нию концентраций реагирующих веществ, взятых в степе-
третьего порядка.
ни, показатель которой равен стехиометрическому коэффи-
Реакции нулевого порядка.
циенту (закон действующих масс). Для произвольной реак-
v = - dc / dt =k c0 или -dc = k dt.
ции
Скорость реакции постоянна и не зависит от концен-
аА + вВ = сС + dD
трации реагирующих веществ. После интегрирования полу-
уравнением для расчета скорости прямой реакции будет:
чим:
υ = k· cAa·cВв, (I-98)
- с = k t + B,
где k- константа скорости реакции. Константа скорости ре-
где В – постоянная интегрирования.
акции не зависит от концентрации реагирующих веществ,
При t = 0 В = = - с0. Тогда с= с 0 – k t
но зависит от их природы, температуры процесса и наличия
1
катализатора. Порядком реакции называется сумма всех по- k = (c 0 − c), (I-99)
казателей степеней при концентрациях в уравнении для t
скорости реакции (1-53), т.е. а + в = n. Молекулярность и где с 0, с – начальная концентрация исходного вещества и
порядок реакции численно совпадают только для простей- концентрация в момент времени t от начала реакции.
ших реакций. Для сложных процессов превращение моле- Константу скорости реакции нулевого порядка изме-
кул реагентов в молекулы продуктов через несколько по- ряют в моль/ дм3 время.
следовательных стадий молекулярность и порядок реакции Если с = с0 / 2, то t = t ½, тогда
будут отличаться (порядок реакции меньше ее молекуляр- с с
k = 0 , или t1\ 2 = 0 , (I-100)
ности). Скорость реакции для сложного механизма опреде- 2t1\ 2 2k
ляется скоростью наиболее медленной стадии многоступен- где t1\2 – период полупревращения.
чатого процесса. Таким образом, если реакция протекает в Период полупревращения – время в течение которого
одну стадию, то порядок равен молекулярности; если реак- в реакцию вступит половина исходного количества вещест-
ция протекает в несколько стадий, то порядок каждой из ва.
стадий реакции равен молекулярности только этой стадии. Реакции первого порядка. К ним относятся реакции
Следовательно, экспериментальное определение порядка изомеризации, разложения соединений в газовой фазе, на-
реакции может служить методом изучения ее механизма. пример, (С2Н5)2О, СН3N= NCH3, а также процессы радиоак-
Если для осуществления элементарного акта необхо- тивного распада.
димо всего одна частица (молекула) А → В, то реакция на- Схема реакции согласно уравнению: А→В +…
зывается мономолекулярной, а для нее υ = k·c. Если для об- В общем виде кинетическое уравнение реакции пер-
разования продукта реагируют две молекулы, например, Н2 вого порядка:
-dc/ dt = k c-1 или -dc / c = k dt.
51 52
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- …
- следующая ›
- последняя »
