ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
5
Законы химической кинетики основаны на трех основных принципах:
1. Скорость простой реакции, протекающей в одну элементарную
стадию , прямо пропорциональна имеющимся в данный момент времени
концентрациям (в общем случае активностям) реагирующих веществ в
степенях, показатели которых соответствуют стехиометрическим коэффи-
циентам в уравнении реакции :
СABD
BDA С
vkcc ; vkcc
ν
ννν
=⋅⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅⋅
rs
rs
. (1.8)
Уравнение (1.8) представляет собой математическую запись закона дейст-
вующих масс . В нем
k
r
и
k
s
- константы скорости прямой и обратной реак-
ции. Со временем скорость реакции обычно уменьшается , но константа
скорости остается постоянной . Формально можно ввести и k - константу
скорости кинетически обратимой реакции, но она будет зависеть как от
k
r
,
так и от
k
s
.
2. Скорость сложной реакции, протекающей в несколько последова-
тельных стадий , определяется скоростью самой медленной (лимитирую -
щей ) стадии. Так как в уравнение (1.8) входят концентрации исходных ве-
ществ, а не промежуточных, участвующих в самой медленной стадии , то
показатели степени обычно уже не равны стехиометрическим коэффици-
ентам . Кинетические уравнения для скорости прямой и обратной реакции в
многостадийном процессе в общем виде выглядят следующим образом
AB
mm
B
A
vkcc
=⋅⋅⋅⋅⋅
r
r
;
CD
mm
DC
vkcc
=⋅⋅⋅⋅⋅
s
s
. (1.9)
Здесь m - порядок реакции по i-реагенту, определяемый механизмом про-
цесса, а
i
mm
=
∑
- общий порядок реакции .
Как правило, при наличии лимитирующей стадии остальные элемен-
тарные стадии сложной реакции квазиравновесны . Соответствующие им
константы равновесий неявно включены в
k
r
и
k
s
.
3. Если реакция осуществляется в несколько параллельных стадий ,
каждая из которых может и не быть элементарной , и при этом отдельные
стадии не влияют друг на друга, то скорость процесса в целом определяет-
ся скоростью самой быстрой стадии. Теперь
j
vv
=
∑
, где
j
v
- скорость j-
той стадии.
Скорость простой (одностадийной ) реакции первого порядка
А → B,
как следует из (1.6), (1.7) и (1.8), определяется выражением
A
IA
dc
vkc
dt
=−=⋅
. (1.10)
После интегрирования из него получается уравнение, устанавливающее
связь концентрации реагента со временем ,
o
A
I
A
1c
kln
tc
=
, (1.11)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- …
- следующая ›
- последняя »
