Реферат: Основи формальної кінетики. Швидкість хімічної реакції

де швидкість реакції дорівнює

(17)

Інтегруючи рівняння (17), одержимо

(18)

Якщо С =С °/2, то

(19)

(20)

Час напівперетворення реакції п -порядку зворотно пропорційній початковій концентрації реагентів у ступені (п-1).

Порядок реакції визначають, використовуючи дослідні дані про зміну концентрації реагуючих речовин з часом. Якщо в реакції бере участь кілька речовин, необхідно визначити приватні порядки стосовно кожної з цих речовин.

Існує кілька способів визначення приватного порядку і порядку реакції.

2.1 Метод підбора кінетичного рівняння

Експериментальні дані залежності концентрації реагуючої речовини від часу підставляють у різні кінетичні рівняння (7), (14) і ін.

Якщо розраховані значення константи швидкості, наприклад, по рівнянню (14) зберігаються постійними (у межах погрішностей досвіду), то порядок досліджуваної реакції буде другим.

2.2 Графічний метод

Порядок реакції зручно визначати графічним методом. Нижче приведені диференціальні рівняння швидкостей реакцій різних порядків і їхнього рішення:

кінетичний рівняння хімічна реакція

Порядок	Рівняння швидкості реакції	Рішення рівняння
1
2
3

Відклавши на осі абсцис час τ, а на осі ординат lgС, 1/C і 1/C ² , для досліджуваної реакції одержують три лінії. Та з них, що відповідає порядкові даної реакції, буде прямою. Наприклад, якщо реакція має другий порядок, то 1/C , представлена як функція від τ , буде прямою, а функції lgС і 1/C ² від τ виявляться кривими.

2.3 Метод Оствальда- Нойеса

Допускають, що швидкість реакції при концентраціях реагентів, пропорційних їхнім стехіометричним коефіцієнтам у рівнянні хімічної реакції (або при надлишку всіх реагентів, крім одного), відповідає рівнянню (18).

Підставляючи в (18) і перетворюючи, маємо

(21)

Для двох кінетичних дослідів, що протікають до одного і того ж ступеня перетворення ( )

(22)

де С ₁ ⁰ і С ₂ ⁰ - початкові концентрації реагуючих речовин у досліді (1) і (2);

τ ₁ і τ ₂ - час протікання реакції в двох дослідах до одного і того ж ступеня перетворення ά.

Після логарифмування рівняння (22) одержують:

(23)

Рівняння (23) справедливе, якщо реакцію проводять до будь-якого ступеня перетворення.

Порядок реакції п може бути також розрахований на підставі даних двох кінетичних дослідів з початковими концентраціями реагуючих речовин С ₁ ⁰ і С ₂ ⁰ по рівнянню