Химическая кинетика (задачи, примеры, задания). Пурмаль А.П - 28 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

28
()
()
dX
aX b fX c
D
fX c
aX b
+⋅ +
=⋅
+
+
∫
1
ln ,
где
D = bf
−
ac ≠ 0. В (2) а = − 1, b = 0,036, f = − 1, c = 0,0695,
a
D = − 0,036 + 0,0695 = 0,0335. Результат интегрирования (2)
запишется в виде
1
0,0335
0,0695
0,036
4
1
⋅
−+
−+
+=ln ,
X
X
Ckt
где константа интегрирования
С находится из условия: при t = 0
Х = 0.
Величина С = -19,7.
Подставляя величины
Х = 0,015М и t = 1мин в уравнение
4
1
00335
00695
0 036
19 7
1
kt
X
X
=
−
−
−
,
ln
,
,
,,
получим
k
1
= 2,2 М
-1
мин
-1
. Используя величину К = 46 М
-1
, найдём
k
-1
= 0,049 мин
-1
. Время полупревращения находится из последнего
кинетического уравнения подстановкой в него величины
k
1
и Х=0,018М.
Оно равно
t
0,5
= 1,3 мин.
Задача 2. Для реакции в жидкой фазе
Н
2
О ⇔ Н
+
+ ОН
−
при 298К
эффективное время релаксации составляет
4⋅10
-5
с. Определить
константы скорости прямой и обратной реакций.
Решение. Обозначим равновесные концентрации
[H
2
O]
e
= a, [OH
-
]
e
=b,
[H
+
]
e
= c, а малое отклонение от равновесной концентрации Н
2
О
через
Х. Тогда реакция запишется
aX
HO
k
k
bX
OH
cX
H
−
⇔
+
+
+
−
−+
2
1
2
Кинетическое уравнение релаксации к прежнему равновесному
состоянию представим в виде 
                    dX             1      fX + c
          ∫ ( aX + b) ⋅ ( fX + c) D aX + b ,
                                 =   ⋅ ln


     где D = bf   − ac ≠ 0. В (2) а = − 1, b = 0,036, f = − 1, c = 0,0695,
a D = − 0,036 + 0,0695 = 0,0335. Результат интегрирования (2)
запишется в виде

             1        − X + 0,0695
                 ⋅ ln              + C = 4k1 t ,
          0,0335      − X + 0,036

     где константа интегрирования С находится из условия: при t = 0
Х = 0. Величина С = -19,7.
Подставляя величины Х = 0,015М и t = 1мин в уравнение

                       1     0,0695 − X
          4 k1t =         ln            − 19,7,
                    0,0335 0,036 − X
                     -1    -1                                 -1
получим k1 = 2,2 М мин . Используя величину К = 46 М , найдём
k-1 = 0,049 мин-1. Время полупревращения находится из последнего
кинетического уравнения подстановкой в него величины k1 и Х=0,018М.
Оно равно t0,5 = 1,3 мин.

                                                         +         −
     Задача 2. Для реакции в жидкой фазе Н2О ⇔ Н + ОН при 298К
                                                 -5
эффективное время релаксации составляет 4⋅10 с. Определить
константы скорости прямой и обратной реакций.
                                                                       -
Решение. Обозначим равновесные концентрации [H2O]e = a, [OH ]e =b,
[H+]e = c, а малое отклонение от равновесной концентрации Н2О
через Х. Тогда реакция запишется
                                 k1
                          H2 O ⇔ OH − + H +
                          a − X k− 2 b+ X c+ X

Кинетическое уравнение релаксации           к      прежнему   равновесному
состоянию представим в виде



                                      28

Страницы