Химическая кинетика (задачи, примеры, задания). Пурмаль А.П - 42 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

42
Выражения (1.5.4) и (1.5.5) показывают, что с ростом κ значения τ
м
и β
м
будут уменьшаться, т.е. с ростом
k
2
/k
1
уменьшается время достижения
максимальной концентрации промежуточного продукта
"Х" и значение
[Χ]
м
. С ростом κ уменьшаются не только Х
м
, t
м
и доля "А", перешедшая
в
"С", но и доля "А", присутствующая в момент t
м
в форме "Х":
[]
[] [ ] [ ] []
dX
dt
kA k X иХ
k
k
A
мм м м
== = 0
12
1
2
.
(1.5.6)
Но при
k
2
/k
1
>> 1, [Χ]
м
<< [Α]
м
и можно приближённо, в силу малости
[Χ]
м
, считать, что d[X]/dt 0 и после момента t
м
, т.е. принять, что
равенство (1.5.6) приближённо справедливо на всём протяжении
реакции при
t > t
м
, что эквивалентно приближённому равенству:
[]
[
]
dA
dt
tt
м
dC
dt
tt
м
.
(1.5.7)
Это приближениеоснова метода квазистационарных концентраций,
предложенного для кинетического анализа сложных реакций,
включающих образование промежуточных высокореакционноспособных
частиц, концентрация которых много меньше концентраций реагентов.
Приближение, базирующееся на абсолютной малости значения
d[X]/dt,
приводит к возможности замены дифференциальных уравнений
алгебраическими:
[] [] [][]
Х
k
k
AAA
kt
e
=⋅ =
1
2
0
1
,;
[]
[] []
dC
d
t
kXkAe
kt
=⋅ =
21
0
1
,
откуда
[][]
С Ae
kt
=⋅
0
1
1
.
Так же просто находятся аналитические выражения и в более
сложных случаях.
Выражения (1.5.4) и (1.5.5) показывают, что с ростом κ значения τм и βм
будут уменьшаться, т.е. с ростом k2/k1 уменьшается время достижения
максимальной концентрации промежуточного продукта "Х" и значение
[Χ]м. С ростом κ уменьшаются не только Хм, tм и доля "А", перешедшая
в "С", но и доля "А", присутствующая в момент tм в форме "Х":

      d[ X ]                                                             k1
             = 0 = k1[ A] м − k 2 [ X ] м          и           [ Х]м =      ⋅ [ A] м .          (1.5.6)
       dt                                                                k2

Но при k2/k1 >> 1, [Χ]м << [Α]м и можно приближённо, в силу малости
[Χ]м, считать, что d[X]/dt ≈ 0 и после момента tм, т.е. принять, что
равенство (1.5.6) приближённо справедливо на всём протяжении
реакции при t > tм, что эквивалентно приближённому равенству:

            ⎛ d [ A] ⎞              ⎛ d [ C] ⎞
            ⎜        ⎟             ≈⎜        ⎟             .
            ⎝ dt ⎠                  ⎝ dt ⎠                                                      (1.5.7)
                         t〉t                     t〉t
                               м                       м
Это приближение – основа метода квазистационарных концентраций,
предложенного для кинетического анализа сложных реакций,
включающих образование промежуточных высокореакционноспособных
частиц, концентрация которых много меньше концентраций реагентов.
Приближение, базирующееся на абсолютной малости значения d[X]/dt,
приводит к возможности замены дифференциальных уравнений
алгебраическими:

                  k1
           [ Х ] = ⋅[ A],               [ A] = [ A] 0 ⋅e − k1t ;
                  k2

d [C ]                           −k t
                                                                [С] =[ A]0 ⋅⎜⎜⎝1− e − k1t ⎟⎟⎠ .
                                                                              ⎛             ⎞
       = k 2 ⋅[ X ] = k1[ A] 0 ⋅e 1 ,        откуда
 dt
    Так же просто находятся аналитические выражения и в более
сложных случаях.




                                             42