Практикум по физической химии: Фазовые и химические равновесия. Химическая кинетика. Скиба Г.С. - 127 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГТУ | Мурманск

Составители: 

Рубрика: 

127
где
21
21
nn
vvkk =
′′
;
2211
// vcvcc
=
=
;
21
nnn
+
=
.
При условии
2
0
21
0
1
/ vcvc = можно определить общий порядок реакции
21
nnn += на основании данных одного кинетического опыта.
Существует несколько способов нахождения частного порядка
и общего порядка реакции.
Метод подбора кинетического уравнения. Экспериментальные
данные зависимости концентрации реагирующего вещества от времени
подставляют в различные кинетические уравнения (105), (109) и др.
Если рассчитанные значения константы скорости, например, по
уравнению (109) сохраняются постоянными (в пределах погрешностей
опыта), то порядок исследуемой реакции будет вторым.
Графический метод. Порядок реакции удобно определять
графическим методом. Ниже приведены дифференциальные уравнения
скоростей реакций различных порядков и их решения:
Порядок Уравнение скорости реакции Решение уравнения
1 ck
d
cd
=−
τ
τlnln
0
kcc −=
2
2
τ
ck
d
cd
=−
τ
11
0
k
cc
+=
3
3
τ
ck
d
cd
=−
τ2
11
022
k
cc
+=
Отложив на оси абсцисс время τ , а на оси ординат clg , 1/с и 1/с
2
,
получают три линии. Та из них, которая соответствует порядку данной
реакции, будет прямой. Например, если реакция имеет второй порядок, то
1/с, представленная как функция от
τ
, будет прямой, а функции clg и 1/с
2
от τ окажутся кривыми.
Метод Оствальда-Нойеса. Допускают, что скорость реакции при
концентрациях реагентов, пропорциональных их стехиометрическим
коэффициентам в уравнении химической реакции (или при избытке всех
реагентов, кроме одного), отвечает уравнению (113). Подставляя
00
αccc =−
в (113) после преобразований имеем
[]
τ
1)α1(/1
)1(1
1)1(0
−−
−
=
−− nn
nk
c
. (116) 
                                                         127


где
                            k ′′ = k v1n1 v2n2 ; c = c1/v1 = c2 /v2 ; n = n1 + n2 .
      При условии c10 /v1 = c20 v2 можно определить общий порядок реакции
n = n1 + n 2 на основании данных одного кинетического опыта.
    Существует несколько способов нахождения частного порядка
и общего порядка реакции.
    Метод подбора кинетического уравнения. Экспериментальные
данные зависимости концентрации реагирующего вещества от времени
подставляют в различные кинетические уравнения (105), (109) и др.
    Если рассчитанные значения константы скорости, например, по
уравнению (109) сохраняются постоянными (в пределах погрешностей
опыта), то порядок исследуемой реакции будет вторым.
    Графический метод. Порядок реакции удобно определять
графическим методом. Ниже приведены дифференциальные уравнения
скоростей реакций различных порядков и их решения:

Порядок         Уравнение скорости реакции                                      Решение уравнения
                           dc
1                        −    =kc                                                     ln c = ln c 0 − kτ
                           dτ
                                             dc                                       1 1
2                                        −      = k c2                                 = +kτ
                                             dτ                                       c c0
                                             dc                                       1     1
3                                        −      = k c3                                  2
                                                                                          = 02 + 2 k τ
                                             dτ                                       c    c


      Отложив на оси абсцисс время τ , а на оси ординат lg c , 1/с и 1/с2,
получают три линии. Та из них, которая соответствует порядку данной
реакции, будет прямой. Например, если реакция имеет второй порядок, то
                                                                            2
1 /с, представленная как функция от τ , будет прямой, а функции lg c и 1 /с
от τ окажутся кривыми.
     Метод Оствальда-Нойеса. Допускают, что скорость реакции при
концентрациях реагентов, пропорциональных их стехиометрическим
коэффициентам в уравнении химической реакции (или при избытке всех
реагентов, кроме одного), отвечает уравнению (113). Подставляя c 0 − c = α c 0
в (113) после преобразований имеем
                       1                  k (n − 1)
                                 =                        τ.                     (116)
                 c   0 ( n −1)
                                     [              ]
                                     1 / (1 − α) n −1 − 1

Страницы