Физическая химия. Часть 2. Химическая кинетика. Коган В.Е - 52 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

Х и м и ч е с к а я к и н е т и к а
51
промежуточных продуктов приходится решать систему дифференциальных
уравнений. Только для реакций с последовательными стадиями первого поряд-
ка удается получить аналитические выражения для концентрации веществ в яв-
ном виде. Примером такой простой последовательной реакции может служить
гомогенная реакция в закрытой системе с двумя односторонними мономолеку-
лярными элементарными стадиями (первого порядка), уравнение которой в
об-
щем виде можно представить следующим образом:
(
)
(
)
11 2 2
kk
A
PB⎯⎯⎯→⎯⎯⎯→
vv
. (2.107)
В данной реакции реагент A превращается в продукт B через образование
некоторого
промежуточного продукта P. Так как продукт P может быть как
достаточно устойчивой молекулой, так и ионом или свободным радикалом, то в
общем случае он называется
промежуточной частицей. В соответствии с оп-
ределением последовательных реакций промежуточная частица P является про-
дуктом первой стадии и одновременно реагентом второй стадии.
Обозначим концентрации реактантов A, B, P в момент времени
τ
через
123 1 2
,,; ,cc c vv и
12
,kk – соответственно скорости и константы скорости первой
и второй стадии реакции. При нестационарном режиме протекания реакции они
могут быть различны.
Рассмотрение начнем со случая, когда константы скорости обеих после-
довательных стадий близки между собой.
Для любого из трех компонентов рассматриваемого сложного химическо-
го превращения можно написать кинетическое уравнение. При этом следует
учесть, что промежуточная частица P одновременно образуется из реагента A
по реакции первого порядка с константой скорости
1
k и расходуется по реакции
первого порядка с константой скорости
2
k
. Поэтому кинетические уравнения
запишутся в виде
3
12
11123 23
;;
dc
dc dc
kkckckc
dd d
−= =− =
ττ τ
. (2.108)
Для нахождения уравнений кинетических кривых в рассматриваемом
случае приходится решать систему дифференциальных уравнений, одно из ко-
торых можно заменить уравнением материального баланса. Это уравнение учи-
тывает, что взамен каждой исчезнувшей формульной единицы A появляется

Страницы