Методические разработки к практикуму по физической химии. Часть II. Химическая кинетика. Манапова Л.З - 12 стр.

UptoLike

12
1.5.1. Метод подстановки (метод проб и ошибок). Этот метод уже
был описан ранее, он заключается в подстановке экспериментальных
данных в уравнения (14), (16) и (18) для расчета константы скорости. Если
порядок выбран правильно, то значения константы для различных
моментов времени (или различных начальных концентраций при
определении концентрационного порядка) должны быть приблизительно
постоянны. В
графической разновидности этого метода строятся графики в
координатах
()FC
- t (см. рис. 2). Линейная зависимость на графике
указывает на правильно выбранный порядок. Недостаток метода
трудоемкость, субъективность полученного вывода и неприменимость
метода в случае дробного порядка.
1.5.2. Метод определения порядка по времени полупревращения
(метод Раковского). Если прологарифмировать уравнение (22), то
получим:
()
(
)
()
()
1
1/ 2 0
21
lg lg 1 lg
1
n
tnC
kn
=−
⋅−
(23)
Это уравнение представляет линейную зависимость в координатах
1/2 0
lg ; lg
y
tx C==. Угловой коэффициент этой зависимости равен
(
)
1n , где n - искомый порядок реакции. Ограничения метода: 1) метод
применим только при достаточно полном протекании реакции (то есть
когда начальная концентрация реагента изменяется не менее чем в два
раза); 2) уравнения (22) и (23), а значит и этот метод, неприменимы при
1n = . Если n имеет дробное значение и численно близко к единице,
метод может давать слишком большую погрешность.
1.5.3. Дифференциальный метод Вант-Гоффа. Если
прологарифмировать уравнение
n
wkC
=
, получим:
lg lg lgwknC
=
+⋅
(24)
Построив график в координатах
lg - lgwC, мы должны получить
линейную зависимость, угловой коэффициент которой и равен порядку
реакции. В отличие от двух предыдущих методов (относящихся к группе
интегральных) в методе Вант-Гоффа для построения графика необходимы
значения скорости при различных концентрациях. Скоростьэто
производная концентрации по времени. Эта величина может быть
получена из кинетической кривой, как
угловой коэффициент касательной в
выбранной точке. Дифференциальный метод Вант-Гоффа привлекателен
своей простотой и теоретически позволяет найти любое значение
n .
Однако необходимые пары данных «скоростьконцентрация»
    1.5.1. Метод подстановки (метод проб и ошибок). Этот метод уже
был описан ранее, он заключается в подстановке экспериментальных
данных в уравнения (14), (16) и (18) для расчета константы скорости. Если
порядок выбран правильно, то значения константы для различных
моментов времени (или различных начальных концентраций при
определении концентрационного порядка) должны быть приблизительно
постоянны. В графической разновидности этого метода строятся графики в
координатах F (C ) - t (см. рис. 2). Линейная зависимость на графике
указывает на правильно выбранный порядок. Недостаток метода –
трудоемкость, субъективность полученного вывода и неприменимость
метода в случае дробного порядка.
    1.5.2. Метод определения порядка по времени полупревращения
(метод Раковского). Если прологарифмировать уравнение (22), то
получим:

                      lg t1/ 2   = lg
                                      ( 2(   n −1)
                                                      ) − ( n − 1) ⋅ lg C
                                                     −1
                                                                            (23)
                                      k ⋅ ( n − 1) ⋅
                                                                        0


  Это уравнение представляет линейную зависимость в координатах
y = lg t1/ 2 ; x = lg C0 . Угловой коэффициент этой зависимости равен
( n − 1) , где n   - искомый порядок реакции. Ограничения метода: 1) метод
применим только при достаточно полном протекании реакции (то есть
когда начальная концентрация реагента изменяется не менее чем в два
раза); 2) уравнения (22) и (23), а значит и этот метод, неприменимы при
n = 1 . Если n имеет дробное значение и численно близко к единице,
метод может давать слишком большую погрешность.
    1.5.3.    Дифференциальный          метод     Вант-Гоффа.      Если
прологарифмировать уравнение w = k ⋅ C , получим:
                                            n

                          lg w = lg k + n ⋅ lg C                  (24)
    Построив график в координатах lg w - lg C , мы должны получить
линейную зависимость, угловой коэффициент которой и равен порядку
реакции. В отличие от двух предыдущих методов (относящихся к группе
интегральных) в методе Вант-Гоффа для построения графика необходимы
значения скорости при различных концентрациях. Скорость – это
производная концентрации по времени. Эта величина может быть
получена из кинетической кривой, как угловой коэффициент касательной в
выбранной точке. Дифференциальный метод Вант-Гоффа привлекателен
своей простотой и теоретически позволяет найти любое значение n .
Однако необходимые пары данных «скорость – концентрация»

                                                12