Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • I.3. Методы определения порядка реакций.






     

    Методы определения порядка реакции делятся на две группы (интегральные и дифференциальные) в зависимости от того, какой вид кинетического уравнения они используют. Каждый из методов, в свою очередь, может быть осуществлен численно (аналитически) и графически.

    Интегральные методы: метод подстановки, метод Оствальда – Нойеса и метод полупревращения.

    Метод подстановки заключается в том, что экспериментальные результаты (текущие концентрации веществ в моменты времени) последовательно подставляются в интегральные кинетические уравнения реакций различных порядков и определяется, какое из уравнений дает практически постоянную величину константы скорости. Именно это уравнение и определяет порядок исследуемой реакции. В графическом варианте строятся графики, выражающие зависимости различных функций концентрации от времени, и определяется, для какой из них наблюдается прямолинейная зависимость. Это уравнение и определяет порядок исследуемой реакции.

    Рис. 5. Линейные зависимости различных функций концентрации реагирующего вещества от времени

    Определение порядка реакции методом Оствальда-Нойеса основано на использовании зависимости периода превращения исходного вещества на определенную долю α от начальной концентрации. Из кинетического уравнения реакции n- го порядка можно получить отношение двух периодов для двух начальных концентраций:

    После логарифмирования:

     

    Метод полупревращения – является частным случаем метода Оствальда-Нойеса для условия α =1/2. Более точно этим методом можно определить порядок реакции графически, если известны несколько значений τ 1/2 при нескольких начальных концентрациях. Логарифмируя выражение для периода полупревращения реакции n-го порядка можно получить:

    При построении графика по оси ординат откладываются значения ln(τ 1/2), а по оси абсцисс - значения ln , тогда n = 1–tga.

     

    Дифференциальные методы. Определение порядка реакции методом Вант-Гоффа основано на использовании основного постулата химической кинетики в дифференциальной форме:

    Для двух значений скорости реакции при двух концентрациях:

    В графическом варианте порядок реакции определяют по тангенсу угла наклона прямой в логарифмических координатах скорости от концентрации.

    Истинные скорости реакции можно найти или графическим дифференцированием кинетических кривых (т.е. зависимостей концентраций реагирующих веществ от времени) – метод касательных – или заменив их на средние скорости.

     

    Определение скорости реакции по кинетическим кривым методом касательных

    Определение частного порядка реакции проводят методом изолирования Оствальда (метод понижения порядка реакции).

    Если в исследуемой реакции исходных реагирующих веществ более одного (например, три - А, В, С), то сначала определяют порядок реакции одним из указанных выше методов по одному из веществ (А), взяв остальные вещества (В и С) в большом избытке, затем определяют порядок реакции по веществу В, взяв А и С в большом избытке, и т.д. Так, в случае реакции А + В + С ® D ее скорость в общем случае равна

    .

    Если вещества В и С взяты в большом избытке, то при протекании реакции их концентрации практически не изменяются, т.е.

    .

    Тогда

    .

    Определив порядки реакции по каждому из реагирующих веществ, можно найти общий порядок реакции: n = n 1 + n 2 + n 3.

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.