Реферат: Скорость образования, расходования компонента и скорость реакции

п₁ и п₂ - порядки реакции по веществам А₁ и А₂ ;

К - константа скорости реакции. Общий (суммарный) порядок реакции равен:

п = п₁ + п₂ (24)

Если реакция элементарная и формально простая и подчиняется кинетическому уравнению для элементарных реакций, то порядок реакции по веществам А₁ и А₂ равен их стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции, то есть

п₁ = v ₁ и п₂ = v ₂

тогда п = v ₁ + v ₂

Для определения порядка химической реакции сначала, по экспериментальным результатам изменения концентрации исходных веществ со временем, находят порядки реакции по веществам. Затем общий порядок реакции.

Для того чтобы скорость реакции зависела в явном виде только от концентрации одного из исходных веществ, обычно используют способ избыточных концентраций или метод изолирования Оствальда .

Он заключается в следующем.

Сначала проводят реакцию, когда концентрация исходного вещества А₂ избыточна по сравнению с веществом А₁ . При протекании реакции считают, что меняется только концентрация вещества А₁ (обычно она в 10...1000 раз меньше концентрации остальных веществ), а концентрация вещества А₂ практически постоянна и её можно ввести в постоянный коэффициент. При этом уравнение (23) примет вид:

(25)

где - константа скорости реакции по веществу А₁ .

Затем проводят реакцию при избытке вещества А₁ по сравнению с веществом А₂ . Тогда уравнение (23) преобразуется к виду:

(26)

где - константа скорости реакции по веществу А₂ .

Если удастся определить величины п₁ и п₂ , то можно будет найти общий порядок реакции по формуле (24) и константы скорости К₁ и К₂ , а затем константу скорости реакции по формуле:

Иногда при проведении опытов используют метод, в котором концентрацию одного из исходных веществ изменяют, а концентрацию другого вещества оставляют постоянной.

Способы расчета порядка реакции по данному веществу подразделяются на дифференциальные и интегральные. Рассмотрим некоторые из них.

1.5.2 Дифференциальный метод (метод Вант-Гоффа)

При расчетах этим способом используют опытные данные зависимости скорости реакции от времени (кинетическое уравнение):

Из опытов, как правило, получают зависимость концентрацииданного компонента от времени (кинетическую кривую) C_i = f ( τ_i ) .

Поэтому для определения скорости реакции строят график в координатах

C_i - τ_i (рисунок 5). Скорость реакции в заданные моментывремени τ_i находят проведением касательных к экспериментальной кривойпо величине тангенса угла наклона этих касательных ( графическимдифференцированием):

По уравнению (25) находят К₁ , п₁ или К₂ , п₂ по уравнению (26).

Рисунок 5 - Графическое определение скорости реакции по кинетической кривой