Кинетика химических реакций. Определение константы скорости и энергии активации реакций. Калюкова Е.Н - 7 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

6
Показатель степени концентрации реагирующего вещества в кинетиче-
ском уравнении реакции (α, β, δ) называется порядком реакции по данному ве-
ществу ( А, В и D соответственно). Общим порядком химической реакции, или
просто порядком реакции, называется величина, равная сумме показателей
степени концентраций реагентов в кинетическом уравнении реакции.
Порядок реакции = α + β + δ + ….
Иногда показатель степени концентрации данного вещества в кинетическом
уравнении совпадает с его стехиометрическим коэффициентом в уравнении ре-
акции. Для элементарных реакций, т.е. реакций протекающих в одну стадию,
показатели степени в кинетическом уравнении совпадают со стехиометриче-
скими коэффициентами реагентов в уравнении реакции.
Если реакция протекает по нулевому порядку, то для нее
υ = -
kkC
dt
dC
==
0
. (1)
Перепишем выражение в виде
kdtdC −=
и возьмем неопределенный интеграл от обеих частей уравнения. Тогда
BktC +−=
,
где В – постоянная интегрирования. В начальный момент времени t = 0, а кон-
центрация С = С
о
. Подставляя эти значения по лучаем С
о
= В. Тогда концентра-
ция реагирующего вещества в любой момент времени равна
С = С
о
– kt. (2)
Следовательно, в реакциях нулевого порядка концентрация линейно умень-
шается со временем (рис. 1а).
Константа скорости реакции нулевого порядка, исходя из последнего уравне-
ния, вычисляется по формуле
)(
1
0
CC
t
k −=
(3)
и имеет размерность моль / л
c⋅
.
Наряду с константой скорости для характеристики реакций часто пользуются
величиной, называемой временем полупревращения (t
1/2
.) или периодом полупре-
вращения. Период полупревращения - это промежуток времени, в течение
которого половина взятого исходного количества вещества прореагировала.
Если t = t
1/2
и С = С
1/2
, то подставляя в уравнение (2), получим
t
1/2
= C
0
/ 2k. (4)
Кинетическое уравнение скорости первого порядка имеет вид
υ = -
kC
dt
dC
=
1
.
Разделим переменные (время и концентрация) и проинтегрируем:
kdt
C
dC
−=
;
∫∫
−= kdtCdC /
;
BktC +−=ln
.
Считая, что в начальный момент времени t = 0 концентрация исходного веще-
ства равна С = С
0
, находим постоянную интегрирования В:
ln C
0
= B.
Откуда ln C = ln C
0
– k t (5)

Страницы