Практическое руководство к лабораторным работам по физической и коллоидной химии для студентов геологического факультета. Манапова Л.З - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КФУ | Казань

Составители: 

Рубрика: 

10
и тогда k
t
CC
t
=−
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
1
2
11
2
0
2
(16)
k = [концентрация
-2
время
-1
], а время полупревращения
t
kC
12
0
2
3
2
=
⋅⋅
(17)
Т.е. для реакций третьего порядка
t
12
обратно пропорционально квадрату
начальной концентрации.
1.2.5. В случае реакций n-го порядка
А+В+С......
→продукты реакции
при С
А,0
=С
В,0
.......=С скорость реакций равна −=⋅
dC
dt
kC
n
После разделения переменных и интегрирования получается:
(
)
(
)
k
tn
CC
t
n
o
n
=
⋅−
−
⎛
⎝
⎜
⎜
⎞
⎠
⎟
⎟
−−
1
1
11
11
()
(18)
и если С
t
=С
0
/ 2 , то время полупревращения
(
)
t
kn C
n
n
12
1
0
1
21
1
=
−
−⋅
−
−
()
()
()
(19)
Уравнения (18) и (19) не выполняются для реакций первого порядка.
Таким образом, чтобы вычислить величину константы скорости
химической реакции, необходимо определить порядок реакции.
1.3. Методы определения порядка реакции
Для определения порядка реакции необходимо иметь данные об
изменении концентрации реагирующих веществ во времени (т.е. иметь
кинетическую кривую).
1.3.1. Метод «подбора уравнений»
или метод «проб и ошибок» основан
на подстановке экспериментальных данных по концентрации веществ для
каждого момента времени (из кинетической кривой) в кинетические
уравнения реакций различных порядков. Определяемый порядок реакции
соответствует тому уравнению, для которого в различные моменты времени
при заданной температуре константа скорости реакции k будет оставаться
постоянной величиной (аналитический метод).
Графический
метод основан на том, что определяют такую функцию от
концентрации, которая на графике зависимости ее от времени дает прямую
линию. В соответствии с кинетическими уравнениями (10), (12), (14), (16)
такими функциями являются: для реакции нулевого порядка - С
t
; реакций
первого порядка - lnC
t
; реакций второго порядка - 1/ С
t
.
1.3.2. Метод Раковского. В данном методе изучают зависимость
периода полупревращения от С
0
. Для реакций первого порядка (урав.13)
t
12
не зависит от начальной концентрации вещества. 
                                        1⎛ 1      1 ⎞
и тогда                         k=         ⎜ 2 − 2⎟                                    (16)
                                        2t ⎝ C t C 0 ⎠
      k = [концентрация-2 время-1], а время полупревращения
                                                3
                                   t1 2 =                                              (17)
                                            k ⋅ C 02 ⋅ 2
Т.е. для реакций третьего порядка t1 2 обратно пропорционально квадрату
начальной концентрации.
      1.2.5. В случае реакций n-го порядка
                     А+В+С...... → продукты реакции
                                                                         dC
при СА,0=СВ,0.......=С       скорость реакций равна                  −      = k ⋅C n
                                                                         dt
После разделения переменных и интегрирования получается:
                                  1       ⎛ 1             1 ⎞
                         k=               ⎜          −           ⎟                     (18)
                            t ⋅ ( n − 1) ⎜⎝ C t( n−1) C o( n−1) ⎟⎠
и если Сt=С0 / 2 , то время полупревращения

                               t1 2 =
                                           (2   ( n−1)
                                                         −1   )                        (19)
                                        k ( n − 1) ⋅ C 0( n−1)
     Уравнения (18) и (19) не выполняются для реакций первого порядка.
     Таким образом, чтобы вычислить величину константы скорости
химической реакции, необходимо определить порядок реакции.

        1.3. Методы определения порядка реакции
        Для определения порядка реакции необходимо иметь данные об
изменении концентрации реагирующих веществ во времени (т.е. иметь
кинетическую кривую).
        1.3.1. Метод «подбора уравнений» или метод «проб и ошибок» основан
на подстановке экспериментальных данных по концентрации веществ для
каждого момента времени (из кинетической кривой) в кинетические
уравнения реакций различных порядков. Определяемый порядок реакции
соответствует тому уравнению, для которого в различные моменты времени
при заданной температуре константа скорости реакции k будет оставаться
постоянной величиной (аналитический метод).
        Графический метод основан на том, что определяют такую функцию от
концентрации, которая на графике зависимости ее от времени дает прямую
линию. В соответствии с кинетическими уравнениями (10), (12), (14), (16)
такими функциями являются: для реакции нулевого порядка - Сt; реакций
первого порядка - lnCt; реакций второго порядка - 1/ Сt .
        1.3.2. Метод Раковского. В данном методе изучают зависимость
   периода полупревращения от С0. Для реакций первого порядка (урав.13)
   t1 2 не зависит от начальной концентрации вещества.
                                                         10

Страницы