Химическая кинетика (задачи, примеры, задания). Пурмаль А.П - 35 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

35
Пример решения задачи
Задача. Газовая фаза в начальный момент времени содержит
только
1моль/л вещества А, которое разлагается по схеме
1) А
k
1
⎯→⎯ R
1
+ P
1
, 2) A
k
2
⎯→⎯⎯ R
2
+ P
2
, 3) A
k
3
⎯→⎯⎯ R
3
+ P
3
.
Измеренные через 10с концентрации продуктов оказались равны:
[R
1
]=0,15M, [R
2
]=0,2M, [R
3
]=0,03M. Определить константы скоростей
реакций разложения.
Решение. Кинетическое уравнение, описывающее убыль вещества
А, будет иметь вид:
[]
()
[]
−=++⋅
dA
dt
kkk A
123
.
После интегрирования получим
[
]
[]
kkk
t
A
A
123
0
1
++ =⋅
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
ln .
.
К моменту времени
t = 10c концентрацию А можно найти из уравнения
материального баланса,
[A]=[A]
0
-[R
1
]-[R
2
]-[R
3
]=1M-0,15M-0,2M-0,03M=0,62M.
Тогда сумма констант
(k
1
+k
2
+k
3
) = 0,1⋅ln1/0,62 = 0,0476c
-1
.
Необходимы ещё два уравнения, которые можно получить из
кинетических уравнений для продуктов реакции
)
[]
1
1
1
dR
dt
kA
⎡
⎣
⎢
⎤
⎦
⎥
=⋅ ,
)
[]
2
2
2
dR
dt
kA
⎡
⎣
⎢
⎤
⎦
⎥
=⋅,
)
[]
3
3
3
dR
dt
kA
⎡
⎣
⎢
⎤
⎦
⎥
=⋅.
Разделив первое уравнение на второе, а второе на третье, получим: 
                                    Пример решения задачи

     Задача. Газовая фаза в начальный момент времени содержит
только 1моль/л вещества А, которое разлагается по схеме
        k                                     k                                   k
1) А   ⎯⎯1→     R1 + P1,              2) A   ⎯⎯⎯2→     R2 + P2,          3) A    ⎯⎯
                                                                                  ⎯ 3→     R3 + P3.

Измеренные через 10с концентрации продуктов оказались равны:
[R1]=0,15M, [R2]=0,2M, [R3]=0,03M. Определить константы скоростей
реакций разложения.

     Решение. Кинетическое уравнение, описывающее убыль вещества
А, будет иметь вид:

                   d [ A]
               −          = ( k1 + k2 + k3 ) ⋅ [ A].
                    dt
После интегрирования получим


               ⎛⎜        ⎞⎟ 1
                                      [ A]0
                ⎝ 1 2 3⎠ = ⋅ln
                 k +k +k                    ..
                                    t A[  ]
К моменту времени t = 10c концентрацию А можно найти из уравнения
материального баланса,

              [A]=[A]0-[R1]-[R2]-[R3]=1M-0,15M-0,2M-0,03M=0,62M.
                                                                                      -1
Тогда сумма констант (k1+k2+k3) = 0,1⋅ln1/0,62 = 0,0476c .
     Необходимы ещё два уравнения, которые можно получить из
кинетических уравнений для продуктов реакции


          d ⎡⎣⎢ R1 ⎤⎦⎥                      d ⎡⎣⎢ R2 ⎤⎦⎥                  d ⎡⎣⎢ R3 ⎤⎦⎥
       1)              = k1⋅[ A],        2)              = k2 ⋅[ A],   3)              = k3 ⋅[ A].
              dt                                dt                            dt
Разделив первое уравнение на второе, а второе на третье, получим:




                                                    35

Страницы