Главная Обратная связь

Дисциплины:






Определение n по кинетической кривой расходования исходного вещества (метод Пауэлла).



Методы определения порядка реакции

1.Порядок реакции nA по данному реагенту А можно определить, взяв остальные реагенты в таком избытке, что их изменением в ходе опыта можно пренебречь. В этом случае

,

Для того, чтобы найти общий порядок реакции n=nA+nB, целесообразно взять реагенты в стехиометрическом соотношении.

 

Если стехиометрическое уравнение реакции имеет вид

 

νAA + νBB → продукты,

а кинетическое уравнение -

nAA + nBB → продукты,

то при

CAo/CBo = νAB

k`=νABA) k.

 

Определение n по кинетической кривой расходования исходного вещества (метод Пауэлла).

В общем случае

dCA/dt = k`CnA,

где k` = kνACBo

(при нахождении частного порядка по А, когда остальные реагенты взяты в избытке)

 

или k` = kνABAB,

когда все реагенты взяты в стехиометрическом соотношении, и мы хотим определить общий порядок реакции.

 

Введем безразмерные переменные:

x = CA/CAo,

τ = k` t.

Тогда кинетика расходования А примет вид:

‑dx/dτ = хn.

Если n=1, то ln x = –τ, х = еτ.

Если n≠1, то

х = [1+(n–1)τ] ,

τ = (x–(n–1)–1)/(n–1),

(1–n)lgx = lg[1+(1–n)τ]. Зависимость xотlgτ - в таблицах.

 

Для нахождения порядка реакции поступают следующим образом. По экспериментальным данным находят

х=CA/CAo

и строят график: х = f(lgt).

Затем сопоставляют этот график с теоретическими кривыми х = f(lg τ),

совмещая начальные участки кривых.

Такое совмещение возможно именно в координатах

x – lg t, т. к. τ=const и

lg τ=const+lg t, где

const=lg k`+(n–1)lgCAo.

Теоретическая кривая, наилучшим образом удовлетворяющая экспериментальным данным, дает порядок реакции.

 

Широко используют и такой прием: по экспериментальным данным строят зависимость в координатах f(x)–t,

где вид f(x) соответствует конкретному n.

Например, для n=1 должна выполняться линейная зависимость в координатах lg x–t,

для n= 2 – в координатах x–1–t

и т.д. Для надежного определения порядка реакции необходимо вести реакцию на достаточную глубину.

Рассмотрим для примера реакции 1–го и 2–го порядка (Dх=1–х):

k1t= –ln(1–Dx)

и k2Cot=Dx(1–Dx)–1

Порядок реакции устанавливается однозначно, когда экспериментальные данные описываются только одной из двух формул. Для этого разница между

–ln(1–Dx) и Dx(1–Dx)–1 должна существенно превышать ошибку измерения d. Этому соответствует условие .

3.По времени превращения на 1/p часть.



Время превращения вещества на 1/p часть t1/p однозначно связано с

Сo и n:

если n=1, то

t1/p=2,3k lg [p/(p–1)];

если n≠1, то

t1/p=

 

4.Если провести серию опытов с разными Co, то порядок реакции находят из графика(метод Нойса и Оствальда):

Можно использовать и один опыт, измерив Co при разных t:





sdamzavas.net - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...