Экспериментальные методы определения порядка реакции и

Кинетическая классификация гомогенных необратимых химических реакций. Реакции I и II порядков. Кинетические уравнения. Дифференциальные (интегральные) этих реакций, уравнение, выражающее зависимость концентраций от продолжительности этих реакций, период полупревращения.

Зависимость скорости от концентрации, константа скорости

= *C *C, где - const скорости реакции

С – концентрация вещества

n и n - это частные порядки реакции по определенному веществу.

n = n + n - это частные порядки реакции по определенному веществу.

Частные порядки определяются экспериментально, но иногда они совпадают со стехиометрическими коэффициентами.

= *C *C,

=, тогда *C *C = *C *C,

K = = = const – это закон действующих масс

Молекулярность реакции – это число частиц одновременно взаимодействующих в элементарном акте реакции.

Если взаимодействует 1 молекула, то реакция мономолекулярная.

Если 2 молекулы, то (би)димолекулярная.

Если 3 молекулы, то тримолекулярная.

Стадии с более высокой молекулярностью не существуют.

Пример 2HJ + H O J + 2H O

= * C * C

n(HJ)=2 общий порядок реакции

n(H O)=1 равен 3.

Реакции могут быть I, II, III, нулевого и дробного порядка.

= k*с необратимая прямая реакция.

Для реакции II порядка.

H + J 2HJ

= k * C * C = k*с C = C

Для реакции III порядка.

2NO +Cl 2NOCl

= k * C + C = k*с C = C

Молекулярность и порядок реакции часто не совпадают между собой.

Выделяют 2 основных причины.

1) Одно из реагирующих веществ взято в большом избытке.

СH COOC H + H O СH COOH + С H OH

эфир

= k * C * C C = const (избыток)

= k * C Допустим C и C = const

= k - реакция нулевого порядка n = 0

2) Реакция протекает в несколько стадий в этом случае порядок обычно получится дробным он определяется опытным путем

Необратимые реакции I порядка.

= k*с; = -; = - k*с

= -k*dt – интегрируем это выражение

lnC = -k*t + - const интегрирования

Если t=0, то =lnC,где C - начальная концентрация реагирующего вещества.

lnC = -k*t + lnC;

k = *ln уравнение для константы скорости I порядка.

С – концентрация реагирующего вещества в момент времени t

C - C = C - это убыль концентрации кол-ва прореагировавшего вещества.

k = *ln

Это уравнение позволяет рассчитать константу скорости реакции k, концентрацию реагирующих веществ в данный момент времени, количество прореагировавшего вещества C

[k] =время (с, min, r).

Период полупревращения (полураспада) – это время, за которое прореагировало ½ количества исходного вещества.

[t ] – обозначение

С =, C =, тогда t = для необратимых реакции I порядка

Период полураспада не зависит от начальной концентрации.

Необратимые реакции I порядка.

А+В продукты АВ

= k* C *C Предположим, что концентрации реагирующих веществ совпадают,

то = k* C

= - - = k C - = k*dt, тогда диф =k*t +

k =

C =C - C, тогда k = [k] = мин

Период полураспада

k = t =

для реакции II порядка период полураспада обратно пропорционален начальной концентрации.

Дата добавления: 2014-01-04