Курсовая работа: Кинетика химических реакций
i = 1 + 0,0962 * (2 - 1) = 1,0962
Понижение температуры замерзания по уравнению (2 ) составит:
ΔТ3 = 1,0962 * 1,86 * 1,3 = 2,651 К.
Итак, температура замерзания 1,300 мольного раствора дихлоруксусной кислоты понизится на 2,651 K по сравнению с чистой водой и составит
Т3 = 273,150 - 2,651 = 270,499 К.
2.2 Работа 2
Для реакции A + B → D начальные концентрации веществ А и В равны и составляют
С0 ( A) = C0 ( B) = 1,00 моль /л . Изменение концентрации вещества A во времени при различных температурах представлено в табл.2.1
Определить энергию активации и время, за которое 60% вещества A при температуре
Т5 =395 К превратится в продукты реакции D .
Решение
Представим исходные данные в виде таблицы 2.1
Таблица 2.1. Изменение концентрации вещества A во времени при различных температурах
| Время, с | Текущая концентрация С A , моль / л | ||||
| 0 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
| 70 | 0,50 | 0,42 | 0,35 | 0,24 | ----- |
| 136 | 0,30 | ----- | ----- | ----- | ----- |
| 285 | 0,15 | ----- | ----- | ----- | ----- |
| Температура, K | 403 T1 | 406 T2 | 410 T3 | 417 T4 | 395 T5 |
Чтобы решить задачу, необходимо определить вид кинетического уравнения реакции, т.е. найти значения константы скорости реакции Ki для различных температур и порядок реакции "n ".
Для случая, когда С0 ( A) = C0 ( B) кинетическое уравнение в дифференциальной форме имеет вид:
V = - dc / dτ = K * Cn , (6)
где V - скорость химической реакции; K - константа скорости;
С - текущая концентрация.
Интегрирование этого уравнения дает выражение:
Kτ = ( 1/n-1) (1/Сn-1 -1/С0 n-1 ) (7)
Зная порядок реакции "n ", константу скорости "K " и исходную концентрацию С0 , можно решить поставленную задачу.
Порядок реакции удобно определить графически (рис.1). Для этого по данным табл.2.1 построим кривую изменения концентрации исходного вещества во времени при T1 = 403 K .
Графически скорость реакции определяется как тангенс угла наклона касательной к кривой в выбранной точке. Логарифмируя уравнение V = K * Cn , получим выражение
LnV = lnK + n lnC , (8)
т.е. в координатах "lnV - lnC " график представляет собой прямую, тангенс угла которой определяет порядок реакции (рис.2). Для построения этого графика найдем пять значений скорости при произвольно выбранных концентрациях, моль / л :
C1 = 0,7; С2 = 0,6; С3 = 0,5; С4 = 0,4; С5 = 0,3.
В качестве примера на рис.1 проведена касательная к точке при С4 = 0,4 моль / л , тангенс угла наклона ее к оси абсцисс равен 0,7/236 = 2,97 * 10-3 моль / л * с .
Аналогично определяем скорость и в других выбранных точках.
C1 = 0,7 моль / л0,9/136 = 6,62 * 10-3 моль / л * с
С2 = 0,6 моль / л0,9/159 = 5,66 * 10-3 моль / л * с