Физическая химия: Часть 2. Химическая кинетика. Зенин Г.С - 28 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

Х и м и ч е с к а я к и н е т и к а
28
дальнейших выкладках для упрощения, например, в уравнении
(
)
2.57 , вместо
1
k и
1
c будем писать просто k и c .
Рассмотрим четыре интегральных способа. Первые два способа можно
применять только в случае целочисленных значений порядка реакции по дан-
ному веществу. Исходной предпосылкой этих способов являются эксперимен-
тальные данные об изменении во времени концентрации исходных реагирую-
щих веществ, т.е.
11
с
τ
− ,
22
с
τ
− ,…,
ii
c
τ
−
, при известной начальной концен-
трации
0
c .
Способ подстановки. В этом способе необходимо обратиться к уравнениям
(
)
2.37 ,
(
)
2.44 и
(
)
2.50 . Подставляя в них экспериментальные значения концен-
траций реагирующих веществ за различное время, рассчитывают константы
скорости реакции. Свидетельством того, что экспериментальные данные харак-
терны для реакции, порядок которой определяется соответствующим уравнени-
ем, служит постоянство константы скорости реакции для различных значений
(
)
с f
τ
= .
Графический способ. Он основан на зависимости
(
)
с f
τ
=
[см. рис. 2.1
(прямая 2), 2.3 (а), 2.4 (а), 2.5 (а)]. В соответствии с уравнениями
(
)
2.31 ,
(
)
2.37 ,
(
)
2.44 и
(
)
2.50 эта зависимость для реакций нулевого
(
)
0, первого
()
1, второго
()
2 и третьего
()
3 порядков выглядит следующим образом:
(
)
(
)
() ()
00;
22
0
0
0;1lnln
11 1 1
2;32.
с kc ck c
kk
cc
cc
ττ
ττ
=− + =− +
=+ = +
(
)
2.66
Зависимость между
c и
τ
, согласно выражениям
(
)
2.66 и рис. 2.1 (прямая
2), 2.3 (а), 2.4 (а), 2.5 (а), будет прямой линией, но в разных координатах для
разных порядков
1
: нулевого c
τ
− [рис. 2.1 (прямая 2)], первого ln c
− [рис. 2.3
(а)], второго 1/
с
τ
− [рис. 2.4 (а)] и третьего
2
1/c
τ
−
[рис. 2.5 (а)]. Если постро-
енный по экспериментальным данным график оказался линейным, например, в
координатах 1/
с
τ
− , реакцию следует считать реакцией второго порядка.
Исходя из вышесказанного понятно, что после установления порядка реак-
ции, т.е. после получения линейной зависимости в соответствующих координа-
тах, не представляет сложности определить графически величину константы
1
Уравнения
()
2.66 свидетельствуют о возможности использования и других координат. На-
пример, в координатах
(
)
0
cc
τ
−−,
0
ln
c
c
τ
−
,
0
11
cc
τ
⎛⎞
−
−
⎜⎟
⎝⎠
,
22
0
11
cc
τ
⎛⎞
−
−
⎜⎟
⎝⎠
, соответственно для
реакций нулевого, первого, второго и третьего порядков, также имеем прямую линию, но ис-
ходящую из начала координат.

Страницы