Главная страница
Навигация по странице:

  • Для реакций первого порядка

  • Для третьего порядка

  • Методы определения порядка реакции. Лекция Методы определения порядка реакции. Методы определения порядка реакции Сумма порядков реакции по каждому веществу и дает общий порядок реакции в целом


    Скачать 415 Kb.
    НазваниеМетоды определения порядка реакции Сумма порядков реакции по каждому веществу и дает общий порядок реакции в целом
    АнкорМетоды определения порядка реакции
    Дата16.03.2020
    Размер415 Kb.
    Формат файлаppt
    Имя файлаЛекция Методы определения порядка реакции.ppt
    ТипДокументы
    #60362

    Подборка по базе: Лучевые методы в диагностике туберкулеза А.docx, СОВРЕМЕННЫЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ В ПОЧВОВЕДЕНИИ.pdf, Математические методы расчета установившихся режимов работы элек, 16301 соц методы в админ пр.doc, 7 вопросов для определения уровня эмоционального интеллекта.docx, Тест - Химические реакции.docx, Курсовая Методы принятия управленческих решений в таможенных орг, Практическое задание 2.5.1_ Методы и средства защиты информации ,  Основные методы государственного регулирования.docx

    Методы определения порядка реакции

    Сумма порядков реакции по каждому веществу и дает общий порядок реакции в целом.


    При получении псевдопорядка реакции используют один из подходов:
    Метод избытка Оствальда
    Метод равных концентраций

    Метод избытка Оствальда


    Используют при определении порядка реакции по веществу. В этом случае берут большие концентрации всех веществ кроме исследуемого.
    Например: при изучении реакции А + В = D,
    СА берут в 100 раз большую, чем СВ
    При таких условиях в результате реакции концентрация вещества В меняется, а концентрация вещества А остается практически постоянной.

    w = kCn1ACn2B


    Можно записать
    w = k*Cn2B где (k*= kCn1)
    и определить порядок реакции по веществу В (n2)

    Метод равных концентраций


    Применяют при определении порядка реакции в целом.
    Если можно провести процесс в условиях, когда CA=CB, то w = kCn1+n2, отсюда сразу находят порядок реакции в целом.
    n=n1+n2

    Способы определения порядков реакции делят на две группы:


    Интегральные
    Дифференциальные


    Интегральные методы определения порядков реакций

    Метод подбора.


    Заключается в опробовании уравнений, отвечающих первому, второму, третьему порядкам реакции.
    В эти уравнения подставляются опытные данные, т.е. значения концентраций и соответствующее им время, прошедшее от начала реакции.

    Например, исследуя какую либо реакцию, сначала предполагаем, что это реакция первого порядка, и исследуем уравнение


    х = а(1-e-kτ)
    Если величина константы скорости рассчитанная по этому уравнению, остается постоянной, то выбор сделан правильно – исследуемая реакция отвечает первому порядку. В противном случае испытывают пригодность уравнения второго порядка, третьего и т.д. Если же ни одно из уравнений не подходит, то это значит, что реакция идет более сложным путем.


    Наряду с алгебраической интерпретацией этот способ имеет еще и графическое решение, состоящее из построения экспериментальной зависимости C=f(τ) в определенной системе координат, наличие линейности в которой подтверждает правильность выбора порядка.

    Способ Оствальда –Нойеса


    Основан на исследовании соотношений между начальной концентрацией исходного вещества (С0) и временем превращения (τλ) определенной доли его λ в продукт где n – порядок реакции по веществу.

    Возможны как графическая так и алгебраическая интерпретация способа.


    cтроится зависимость
    lg τλ =f( lg С0).
    определяется тангенс угла наклона анализируемой прямой, равный (n-1).

    Для вычисления порядка реакции используют уравнение


    экспериментальные данные минимум для двух измеренных значений времени превращения определенной доли исходного вещества в продукт при двух различных исходных концентрациях.

    Определение порядка реакции по периоду полураспада


    (частный случай вышеупомянутого способа):
    (если λ = 1/2)
    Для реакций первого порядка время полураспада не зависит от начальной концентрации исходного вещества.
    Для реакции второго порядка обратно пропорционально первой степени концентрации
    Для третьего порядка – обратно пропорционально второй степени концентраций.


    Дифференциальные методы определения порядков реакций

    Впервые был предложен Вант-Гоффом


    Он основан на исследовании логарифмической формы уравнения
    w = k*CnB
    lgw =lg k*+nlgCB

    1. Порядок реакции можно определить при анализе начальных скоростей реакции соответствующих различным концентрациям реагента С0.


    зависимость в координатах
    lgw – lgC0
    должна иметь вид прямой линии с тангенсом угла наклона, численно равным порядку реакции

    2. Порядок реакции можно оценить по значению начальных скоростей, соответствующих двум различным начальным концентрациям:

    3. Порядок реакции можно определить при наличии одной полной кинетической кривой.


    В каждый данный момент времени ti скорость реакции равна тангенсу угла наклона касательной в точке отвечающей выбранному отрезку времени

    Точное построение касательной к определенной точке кривой –трудный и сложный процесс. МЕТОД КОНЕЧНЫХ РАЗНОСТЕЙ

    Для определения n необходимо решить совместно полученный ряд уравнений:


    lgw1 =lg k + nlgC1
    lgw2 =lg k + nlgC2
    lgw3 =lg k + nlgC3

    ПСЕВДОПОРЯДОК


    Усложняющаяся стехиометрия реакции и возрастание ее порядка не только затрудняют решение задачи о нахождении зависимости концентрации веществ от времени, но и приводят к сложному виду конечных интегральных выражений.

    Понижения порядка кинетических уравнений


    создания избытков;
    добавление в систему специально подобранное вещество, которое быстро реагирует с продуктом изучаемой реакции и приводит к регенерации реагента;
    проведение реакции в буферном растворе;
    приготовления стехиометрической смеси, т. е. такой смеси, в которой отношение концентраций реагентов равно отношению b их стехиометрических коэффициентов:

    Пусть кинетическое уравнение имеет вид:


    —dА/dt = k’АВ2, если вещество В присутствует в значительном избытке, то его концентрация остается практически постоянной, т. е. В B0 объединяя В с k’ получим новую константу:
    k = k’В02
    в результате этого кинетическое уравнение упрощается:—dА/dt = kА где k - константой (коэффициентом)
    скорости псевдопервого порядка.
    кинетическое уравнение псевдопервого порядка


    С помощью приведенного приема порядок кинетического уравнения понизился с третьего до первого:
    интегральное выражение для реакции первого порядка имеет более простой вид, чем для третьего порядка.



    написать администратору сайта