Методы определения порядков реакций

Односторонние последовательные (консекутивные)

реакции

• Две реакции называются последовательными, если продукты первой реакции являются исходными веществами для другой.

• Рассмотрим наиболее простой случай двух последовательных односторонних реакций первого порядка.

• Пусть в начальный момент времени t = 0 концентрации веществ: СА = а, СВ = СD = 0.

• (k1  k2)

• Если к моменту времени t в единице объема прореагирует х моль вещества А, причем у моль из них превратится в вещество D,
• то концентрации веществ к этому моменту t станут: СА = а – х, СВ = х – у, СD = у.

• Тогда скорость химической реакции по каждому из веществ А, В, D будет равна:

• (а)

• б)

• в)

• Решение уравнения (а) нам известно. Учитывая (2.8//), получим

• (2.55)

• Уравнение (б) преобразуем к виду

• Разделим переменные и умножим все слагаемые на

• (б/)

• или

• После интегрирования уравнения (б/) в пределах от 0 до СВ получим

• Откуда

• (2.55/)

• Ввиду того, что обе стадии мономолекулярные и исчезновение в результате реакции молекул А
• приводит к образованию такого же количества молекул В и D, выполняется равенство:

• СА + СВ + СD = а,

• (2.55//)

• Полученные уравнения (2.55, 2.55/, 2.55//) выражают зависимость концентрации исходного (А),
• промежуточного (В) и конечного (D) веществ от времени

• Концентрация промежуточного вещества В со временем сначала увеличивается, в момент времени tm достигает максимума, а затем уменьшается.

• Время tm находят из условия экстремума

• т.е.

• Откуда

• .

• k2/k1 = .

• (2.56)

• (СВ)max определяется отношением констант скоростей k2/k1. Чем больше  = k2/k1, тем выше лежит максимум на кривой CB = f(t) и тем ближе он к началу координат.

•