Физическая химия. Практикум для студентов, обучающихся по специальности 330200 - "Инженерная защита окружающей среды". Письменко В.Т - 125 стр.

UptoLike

125
Подавляющее большинство реакций протекает в несколько стадий, т. е.
они являются сложными. При этом каждая стадия имеет свой порядок реак-
ции. Скорость же всей реакции в целом определяется скоростью наиболее
медленной стадии, которая и определяет кажущийся порядок всей реакции.
Например, в реакции, выражаемой молекулярным уравнением
6 FeCl
2раств.
+ KClO
3 раствор
+ 6 HCl
раствор
= 6 FeCl
3 раств.
+ KCl
раствор
+ 3 H
2
O
ж.
,
общий порядок должен быть равен 13, если судить по молекулярности фор-
мального уравнения, а в действительности реакция протекает как реакция
третьего порядка.
Рассмотрим несколько примеров использования закона действующих
масс при решении практических задач.
Пример 1
. Реакция между кислородом и железом протекает по уравнению
2 Fe
kp
+ 3·О
2 газ
= 2 Fe
2
O
3
кр
.
Как изменится скорость реакции при увеличении давления кислорода в 2 раза?
Решение. Данная реакция гетерогенная, и закон действующих масс для нее запи-
шется в виде выражения:
V = k C
3
о
2
без учета концентрации железа. Предположим, что концентрация кислорода при исход-
ном давлении равна 1
моль/л
, тогда скорость реакции в этих условиях будет равна
V
1
=
k 1
3
моль/л.
После увеличения давления в два раза, концентрация кислорода также увеличивается
в 2 раза, т. е. C
О
2
= 2 моль/л, соответственно и скорость реакции будет определяться сле-
дующим выражением:
V
2
= k 2
3
моль/л.
Разделив скорость реакции, полученную после увеличения давления, на скорость реак-
ции в начальном состоянии V
2
/V
1,
узнаем, во сколько раз изменилась скорость реакции:
.8
1
2
3
3
1
2
раз
k
k
V
V
=
=
Пример 2.
Во сколько раз следует увеличить давление, чтобы скорость обра-
зования диоксида азота по реакции
2NO
газ
+ O
2 газ
= 2 NO
2
газ
возросла в 1000 раз?
Решение
. Это гомогенная реакция. И выражение закона действующих масс запи-
шется для исходных условий таким образом: