Obiectivele cineticii fizice eskaya

3. Metode de determinare a ordinii reacției

O metodă generală pentru determinarea ordinii reacției se bazează pe legea acțiunii de masă:

Imaginați-vă că substanța B este în mare exces, iar concentrația acestuia variază doar ușor în timpul reacției. Apoi ordinul de reacție pentru substanța A poate fi determinată prin măsurarea vitezei de reacție la două concentrații A. Scrierea ecuației (3.1) pentru cele două puncte de timp în formă logaritmică și exprimare scăzând una de alta, descoperim ordinul x:

În cazul în care există mai mult de două puncte de date, datele pot fi scrise în coordonate cinetice LNW - ln [A] și le prezintă într-un mod liniar, folosind metoda celor mai mici pătrate. Apoi, ordinea de reacție x este egal cu panta liniei drepte.

În cazul în care răspunsul este un ordin de mărime, pentru a determina ordinea folosind diferite metode speciale. Metoda de substituție constă în faptul că datele cinetice sunt sub formă de

unde functia f corespunde soluției ecuației cinetice pentru cea din întreaga ordine. În cazul în care valoarea lui k. astfel definit, va fi constantă, am ghicit că selectați ordinea corectă. În cazul în care k se va schimba în timp, este necesar să se selecteze funcția f. conform unui alt ordin.

O altă metodă de determinare a ordinului întreg este de a măsura timpul de reacție în funcție de concentrația inițială. Din soluția (2.1) ecuației cinetice pentru reacția de ordinul n-lea, rezultă că timpul t x. pentru care gradul de conversie atinge x. este invers proporțională cu (n-1) th putere a concentrației inițiale (a se vedea, de asemenea, (2.2).)

Prin măsurarea timpului t x conversia la două concentrații inițiale ale ordinul n poate fi determinată prin formula:

Rețineți că diferite concentrații inițiale pot fi selectate pentru aceeași curbă cinetică.

Exemplul 3-1. In unele ordine integer reacție n O concentrație B a materiei prime de 0,5 mol / l a fost atins în 4 min la o concentrație inițială de 1 mol / l și timp de 5 min la o concentrație inițială de 2 mol / l. Setați ordinea reacției.

Decizie. Din primul experiment că perioada de înjumătățire a substanței la o concentrație inițială de 1 mol / L este de 4 m. In al doilea experiment, la o concentrație inițială de 2 mol / l perioadă de înjumătățire plasmatică este de 1 minut (2 mol / l până la 0,5 mol / l - 5 m, din care 1 mol / l până la 0,5 mol / l - 4 minute, astfel încât să se transforme 2 mol / litru până la 1 mol / l 1 min necesar).

Astfel, creșterea concentrației inițiale de 2 ori mai mare de înjumătățire a scăzut 4 = 2 n-1 ori, deci ordinul de reacție n = 3.

Exemplul 3-2. Cinetica o primă reacție comandă, în care se formase acidul, a fost investigat prin eșantionarea amestecului de reacție și titrarea-le prin aceeași soluție alcalină. Volumele de alcalii, care a continuat titrare:

Rata medie constantă k = 0,01165 l / (mmol min.) = 11,65 l / (mol min.).

3-1. În unele schimbări în reacție la o concentrație inițială de 0.502-1.007 mol / l de înjumătățire a scăzut de la 51 la 26 de secunde. Se determină ordinea de reacție și constanta vitezei. (Response)

3-2. In unele ordine integer reacție n O concentrație B a materialului de pornire de 1,0 mol / l a fost atinsă timp de 5,0 minute la o concentrație inițială de 3,0 mol / l și 6,25 min la o concentrație inițială de 6,0 mol / l. Setați ordinea reacției. (Răspuns)

3-3. Reacția are un ordin întreg. Raportul dintre timpii de conversie pentru mai multe părți egale t 1/2 / t 1/3 = 2. Se determină ordinea de reacție. (Response)

3-4. În reacția A + B AB viteză inițială a fost măsurată la diferite concentrații inițiale. Următoarele date: