Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Реакции второго порядка. Выражение для константы скорости, времени полупревращения.
Реакции второго порядка. К реакциям второго порядка относятся реакции соединения типа A + B→C, реакции обмена A + B = C + D, а также реакции разложения и др. Скорость реакции второго порядка определяется уравнением
где k — константа скорости реакции; а — число молей вещества А в начале реакции; b — число молей вещества В в начале реакции; х —число прореагировавших молей. Здесь возможны два случая. Первый случай — это когда какое-то количество вещества А вступает в реакцию с эквивалентным количеством вещества В, т. е. когда а = b. И второй случай более сложный — это когда а ≠ b. Рассмотрим оба эти случая. Первый случай (а= b). Поскольку исходные концентрации реагирующих веществ равны между собой, уравнение (2.13) примет вид
Разделяя переменные и производя интегрирование, получим
При t = 0 x = 0, откуда const =1/а. После подстановки этой величины в уравнение (2.15) получим
Размерность константы скорости реакции второго порядка t -1 C -1. Поэтому в отличие от константы скорости первого порядка численное значение k зависит от того, в каких единицах выражены t и С. Если последняя выражена в кмоль/м3, а время в с, то k имеет размерность [с-1·(кмоль/м3)-1]. Для реакций второго порядка большую роль играет число столкновений, которые происходят в единицу времени между молекулами реагирующих веществ. Число столкновений, в свою очередь, пропорционально числу молекул в единице объема, т. е. концентрации. Таким образом, константа скорости, а следовательно, и скорость реакции второго порядка зависят от разбавления раствора. Второй случай (а ≠ b). Если для реакции взяты неэквивалентные количества реагирующих веществ, скорость реакции выразится так:
После разделения переменных получим это уравнение в другом виде:
Выражение, стоящее в левой части уравнения (2.18), можно представить как
После подстановки этого выражения в уравнение (2.13) получим
После интегрирования
Поскольку при t = 0 х = 0, постоянная интегрирования
Подставляя это выражение в уравнение (2.16), найдём
Это и есть кинетическое уравнение реакции второго порядка. Примером подобной реакции может служить омыление эфиров щелочами: СН3COOC2Н5 + ОН- →СН3COO- + C2Н5ОН
Кинетика реакций второго порядка была детально изучена С. Г. Крапивиным ещё в 1915 г. Реакции третьего порядка встречаются очень редко и потому не имеет смысла рассматривать математический вывод их кинетического уравнения. Существуют экспериментальные способы определения порядка реакции, основные из них: избыточных концентраций, подстановки в кинетическое уравнение реакций, определение полупериода реакций, графический. Вид уравнения зависимости концентрации от времени для реакций второго порядка рассмотрим только для простейшего случая, когда в элементарном акте участвуют 2 одинаковые молекулы, или молекулы разных веществ, но начальные концентрации их (С0) равны. При этом линейная зависимость наблюдается в координатах 1/С, t (рис. 40). Математическое уравнение этой зависимости запишется следующим образом = + kt k = ( – ) и измеряется в л?с -1?моль -1, т.е. ее численное значение зависит от того, в каких единицах измеряется концентрация вещества. Период полупревращения реакций второго порядка обратно пропорционален начальной концентрации реагента t½= Это связано с тем, что скорость реакций второго порядка в сильной мере зависит от числа столкновений между молекулами реагирующих веществ в единицу времени, которое, в свою очередь, пропорционально числу молекул в единице объёма, т. е. концентрации вещества. Таким образом, чем больше концентрация вещества в системе, тем чаще сталкиваются молекулы между собой и тем за меньший промежуток времени половина их успеет прореагировать.
|
|||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-02-07; просмотров: 2025; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.119.131.72 (0.005 с.) |