Физическая химия. Килимник А.Б. - 24 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

протекает ли процесс в замкнутой или открытой системе;
– результаты исследования кинетики в открытой системе могут быть перенесены на процес-
сы в замкнутой системе;
– кинетическое уравнение не зависит от начальных условий и справедливо для широкого ин-
тервала экспериментальных данных.
2.2. КОНСТАНТА СКОРОСТИ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ
Множитель k в кинетическом уравнении показывает, с какой скоростью протекает процесс при
концентрациях реагентов равных единице, и называется константой скорости химической реакции.
Выведем выражения для аналитического расчета констант скорости реакций 1, 2 и 3-го порядков.
Для этого разделим переменные в дифференциальном уравнении, описывающем скорость реакции
соответствующего порядка, и возьмем определенный интеграл, считая, что в начальный момент време-
ни концентрация реагента равна C
0
.
Тогда для реакции первого порядка будем иметь
–
dC
/
dt = k
1
C; –
C
–1
dC = k
1
dt; ;dd
0
1
1
0
∫∫
=−
−
tC
C
tkCC
ln C
0
– ln C = k
1
t; k
1
= t
–1
ln (C
0
/
C).
Константа скорости реакции первого порядка имеет размерность с
–1
.
Для реакции второго порядка при одинаковых значениях начальных концентраций реагентов полу-
чим:
–
dC
/
dt = k
2
C
2
; –
C
–2
dC = k
2
dt; ;dd
0
2
2
0
∫∫
=−
−
tC
C
tkCC
C
–1
– C
0
–1
= k
2
t; k
2
= t
–1
(C
–1
– C
0
–1
).
Константа скорости реакции второго порядка имеет размерность
М
–1
⋅
с
–1
или л
⋅
моль
–1
⋅
с
–1
.
В случае реакции третьего порядка будем иметь:
–
dC
/
dt = k
3
C
3
; – C
–3
dC = k
3
dt;
;dd
0
3
3
0
∫∫
=−
−
tC
C
tkCC
C
–2
– C
0
–2
= 2k
3
t; k
3
= 0,5
t
–1
(C
–2
– C
0
–2
).
Константа скорости реакции третьего порядка имеет размерность М
–2
⋅
с
–1
; л
2
⋅
моль
–2
⋅
с
–1
.
Сравнение констант скоростей реакций различных порядков бессмысленно, так как это различные
физические величины.
2.3. ПЕРИОД ПОЛУПРЕВРАЩЕНИЯ
Время, в течение которого расходуется половина исходного количества реагента, называют пе-
риодом полупревращения.
Исходя из данного определения, получим уравнения для расчета периода полупревращения реаген-
та в реакциях различных порядков:

Страницы