Методические разработки к практикуму по физической химии. Часть II. Химическая кинетика. Манапова Л.З - 8 стр.

UptoLike

8
концентрациями (т.е. получают несколько кинетических кривых). При
этом анализируется зависимость начальной скорости реакции от начальной
концентрации реагента. Временной порядок по реагенту может быть
больше концентрационного (например, если продукты ингибируют
реакцию, или реакция обратима) или меньше его (в автокаталитических
реакциях).
1.3 Расчет константы скорости для необратимых реакций
В реакции первого
порядка скорость прямо пропорциональна
концентрации реагента. Для реакции, выражаемой уравнением:
продуктыA
, (11)
кинетическое уравнение первого порядка в дифференциальной форме
может быть получено из соотношения (9):
dC
kC
dt
=⋅, (12)
где
C - концентрация вещества A в момент времени t . Разделяем
переменные в этом уравнении:
dC
kdt
C
=⋅
. После интегрирования
получаем:
ln .C k t const
=⋅+ Здесь const постоянная
интегрирования, ее значение находим, исходя из того, что в момент
времени
0t
=
концентрация вещества A известна и равна
0
C :
00
ln 0 lnC k const const C−=+ =
В результате получаем:
0
ln
C
kt
C
=
(13)
Это уравнение представляет собой кинетическое уравнение реакции
первого порядка в интегральной форме. В отличие от уравнения в
дифференциальной форме (12), последнее удобно для определения
константы скорости:
0
1
ln
C
k
tC
=⋅
(14)
Произведя аналогичные процедуры для реакции второго порядка:
2
dC
kC
dt
=⋅ , (15)
концентрациями (т.е. получают несколько кинетических кривых). При
этом анализируется зависимость начальной скорости реакции от начальной
концентрации реагента. Временной порядок по реагенту может быть
больше концентрационного (например, если продукты ингибируют
реакцию, или реакция обратима) или меньше его (в автокаталитических
реакциях).

     1.3 Расчет константы скорости для необратимых реакций

   В реакции первого порядка скорость прямо пропорциональна
концентрации реагента. Для реакции, выражаемой уравнением:
                           A → продукты ,                  (11)
кинетическое уравнение первого порядка в дифференциальной форме
может быть получено из соотношения (9):
                                dC
                            −      = k ⋅C ,                       (12)
                                dt
где C - концентрация вещества A в момент времени t . Разделяем
                                  dC
переменные в этом уравнении: −       = k ⋅ dt . После интегрирования
                                  C
получаем:    −lnC = k ⋅ t + const. Здесь     const    –   постоянная
интегрирования, ее значение находим, исходя из того, что в момент
времени t = 0 концентрация вещества A известна и равна C0 :
    −lnC0 = k ⋅ 0 + const ⇒ const = − lnC0
   В результате получаем:
                                 C0
                            ln      = k ⋅t                        (13)
                                 C
   Это уравнение представляет собой кинетическое уравнение реакции
первого порядка в интегральной форме. В отличие от уравнения в
дифференциальной форме (12), последнее удобно для определения
константы скорости:
                                    1 C0
                            k =       ⋅ ln                        (14)
                                    t      C
   Произведя аналогичные процедуры для реакции второго порядка:
                                dC
                            −      = k ⋅C2 ,                      (15)
                                dt


                                    8