• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Кінетика зворотних реакцій першого порядку

Інших реакцій.

Закону кінетики і проходить незалежно від

То кожна з них підпорядковується основному

Повне змінювання системи є сумою цих незалежних змінювань. Принцип незалежності не є абсолютно загальним, оскільки відомий вплив реакцій.

Найчастіше хімічні реакції не проходять до кінця, тобто еквімолярна суміш вихідних речовин не повністю перетворюється у кінцеві продукти реакції. У таких випадках реакція наближується до якогось рівноважного стану , який може бути заздалегідь обчислений на основі термодинамічних даних. Прикладами таких реакцій є утворення аміаку, йодоводню, багатьох окисно-відновних реакцій. Оборотність реакцій особливо помітна у тих випадках, коли константа рівноваги близька до 1. Якщо необхідно довести реакцію до кінця, то слід видаляти продукти реакції з рівноважної суміші.

Розглянемо, наприклад, простий випадок, коли реакції, що проходять у прямому та зворотному напрямках, мають перший порядок:

А В.

Нехай у початковий момент часу t = o, концентрації речовин А і В відповідно дорівнюють С_0А і С_0В , а у момент t концентрація речовини А дорівнює С_А. Тоді відповідності до рівняння реакції концентрація речовини В у цей момент часу буде дорівнювати С_В = С_0В+ (С_0А – С_А) і сумарна швидкість реакції, що дорівнює різниці швидкостей прямої та зворотної реакцій, буде

-= k₁C_A – k₂ [С_0В+ (С_0А – С_А)], (10.1)

= k₂(C_0А + C_0В) – C_A (k₁ + k₂) =

= (k₁ + k₂) [(C_0А + C_0В) – C_A].

Уводимо позначення і

остаточно отримуємо

= (k₁ + k₂)(Z – C_A). (10.2)

З інтегрування цього рівняння отримуємо

. (10.3)

У момент рівноваги сумарна швидкість реакції дорівнює нулю і з (10.2) отримуємо Z = C^p_A , де С^р_А – рівноважна концентрація речовини А. З урахуванням цього

. (10.4)

Отримане рівняння аналогічне до виведеного нами (9.3) рівнянню необоротної реакції першого порядку, тільки під знаком логарифма замість концентрацій стоїть різниця між концентрацією у даний момент часу і рівноважною концентрацією.

Із термодинаміки (6.2) відомий вираз для константи рівноваги К, яка у нашому випадку буде дорівнювати

. (10.5)

Спільне розв¢язання останніх двох рівнянь дає можливість визначити k₁ i k₂ :

, (10.6)

. (10.7)

На рис. 10.1 подані змінювання концентрації речовин А і В у оборотній реакції першого порядку.

Реакцій такого типу досить багато, особливо у розчинах. До них належать реакції ізомеризації. Наприклад, реакція ізомеризації ціаніду амонію у сечовину у водному розчині:

NH₄CNO Û (NH₂)₂CO.

Для оборотних реакцій більш високих порядків аналогічні міркування приводять до більш громіздких виразів, що подібні до відповідних рівнянь для необоротних реакцій того самого порядку.

Рисунок 10.1 – Змінювання концентрацій реагентів у зворотних реакціях першого порядку

Читайте також:

1. RLC-фільтр четвертого порядку
2. Аспекти організаційного порядку
3. Афінний шифр k-ro порядку.
4. Байки першого періоду творчості (1850-1870 pp.).
5. Бінарне відношення порядку.
6. Верховна Рада України обирає із свого складу Голову Верховної Ради України, Першого заступника і заступника Голови Верховної Ради України та відкликає їх з цих посад.
7. Вестфальский мир як основа європейського правопорядку 1648-1815 рр.
8. Визначення опорних реакцій трьохшарнірної арки
9. Визначення порядку черги фаз трифазної системи
10. Визначення реакцій балки
11. Визначення реакцій в’язей
12. Визначники n-го порядку

Переглядів: 874