Физическая химия: Часть 2. Химическая кинетика. Зенин Г.С - 54 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
54
времени протекания процесса в стационарном режиме скорости образования и
расходования всех промежуточных веществ одинаковы:
;0,
i
i
dc
cconst
d
τ
=
=
(
)
2.157
где
i
c - концентрация
гоi −
промежуточного соединения в момент времени
τ
.
Для быстрого установления и последующего сохранения стационарного
режима протекания реакции промежуточные вещества должны быть достаточ-
но активными (продолжительность их жизни должна быть небольшой по срав-
нению со временем протекания реакции) и их концентрация должна быть дос-
таточна мала. Из уже рассмотренного нами принципа независимости, справед-
ливого для реакций, протекающих как
в закрытых, так и в открытых системах,
вытекает важное следствие.
Если в системе протекает несколько элементар-
ных реакций или стадий одной сложной реакции с участием одного и того
же вещества, то изменение концентрации последнего будет равно алгеб-
раической сумме скоростей каждой стадии, умноженных на стехиометри-
ческий коэффициент этого вещества в данной стадии
. Именно указанная ал-
гебраическая сумма и приравнивается к нулю в уравнении
(
)
2.157 . В результа-
те получается система алгебраических уравнений, позволяющая выразить кон-
центрации промежуточных частиц, а затем и скорость реакции, через концен-
трации исходных веществ.
Метод расчета с использованием условия
(
)
2.157 при постоянстве концен-
трации исходных веществ называется
методом стационарных концентраций
Боденштейна.
Опуская выводы, отметим, например, что для двустадийной реакции
(
)
2.126 , состоящей из односторонних элементарных стадий первого порядка,
протекающей в открытой системе, после установления стационарного режима
справедливо
()
2
1,
k
P
P ст
c
e
с
τ
−
=−
(
)
2.158
где
()
P ст
c
– стационарная концентрация промежуточного вещества P. Следова-
тельно, формально стационарный режим, т.е. равенство
()
P
P ст
cc
=
, достигается
только через бесконечно большой промежуток времени: при
τ
=∞
2
0
k
e
τ
−
и
()
1.
P
P ст
c
c
= В то же время, достаточно малые, но конечные отклонения
P
c от
()
P ст
c
достижимы за вполне приемлемое время. Так, если считать близкой к
стационарной концентрацию
()
0,95 ,
P
P ст
с c
=
то из
(
)
2.158 имеем

Страницы