Период полураспада
Основные методы определения порядка реакции. Сущность периода полураспада, его характеристика. Порядок составления интегрального кинетического уравнения для 1-ого порядка. Понятие метода подстановки, графического и определения времени полупревращения.
| Рубрика | Химия |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.09.2013 |
| Размер файла | 17,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Период полураспада. Методы определения порядка реакции
Часто для характеристики скорости реакции используется время половинного превращения t1/2, называемое периодом полураспада.
Для реакции 1-ого порядка интегральное кинетическое уравнение:
kt =ln a/(a-x)
При половинном превращении х = а/2, тогда
kt1/2 = ln2
t1/2 = 0,693/k (1)
Из уравнения (1) следует, что период полураспада в реакциях 1-ого порядка не зависит от начальной концентрации реагирующего вещества a и определяется только константой скорости реакции k.
Для реакции 2-ого порядка типа 2А Р интегральное кинетическое уравнение:
Приняв что х = а/2, имеем период полураспада:
t1/2 = 1/kа (2)
Следовательно, для реакций 2-ого порядка типа 2А Р время полупревращения обратно пропорционально начальной концентрации а.
Для реакции 3-ого порядка типа 3А Р интегральное кинетическое уравнение:
реакция полураспад кинетический
Приняв что х = а/2, имеем период полураспада:
t1/2 = 3/2kа2 (3)
Следовательно, для реакций 3-ого порядка типа 3А Р время полупревращения обратно пропорционально начальной концентрации а, взятой во второй степени.
В целом, для реакции n-ого порядка типа nА Р соответствующее интегральное кинетическое уравнение приводит к следующему выражению для времени полупревращения:
(4)
Выражения (1-4) можно использовать для определения константы скорости k и общего порядка реакции n.
Методы определения порядка реакции
Вид дифференциального уравнения скорости реакции устанавливается на основании опытных данных по зависимости концентраций реагирующих веществ и продуктов реакции от времени. Концентрации определяются обычными химическими или физико-химическими методами анализа. Для определения дифференциального уравнения скорости реакции необходимо определить как общий порядок реакции, так и порядок по отдельным компонентам реагирующей системы.
Для определения порядка реакции используют следующие методы.
1. Метод подстановки. Проверяется, какое кинетическое уравнение (1-ого, 2-ого, 3-его и пр. порядков) лучше описывает опытные данные. Для этого по опытным значениям концентраций в различные моменты времени рассчитывают константу скорости реакции по уравнению 1-ого, 2-ого и 3-его порядка. В качестве более подходящего уравнения выбирается то, по которому значения рассчитанной константы скорости колеблются в пределах, не превышающих ошибки эксперимента.
2. Графический метод. Согласно интегральным кинетическим уравнениям разных порядков зависимость концентрации от времени может быть линейной, если верно выбрать систему координат. Для реакции 1-ого порядка прямая получается, если по оси у отложить ln(a-x). Для реакции 2-ого порядка типа 2А Р, если - 1/(а-х); для реакции 3-его порядка типа 3А Р, если - 1/(а-х)2. Соответствие эксперимента линейности графика в определенной системе координат позволяет указать общий порядок реакции, а тангенс угла наклона прямой - рассчитать константу скорости реакции.
3. Метод определения времени полупревращения. Согласно уравнениям (1,2,3) время полупревращения для реакций разных порядков по-разному зависит от начальных концентраций реагентов, что позволяет выбрать соответствующий общий порядок реакции.
После несложных преобразований из уравнения (4) можно также получить выражение для расчета общего порядка реакции n по временам полупревращений при разных начальных концентрациях:
(5)
4. Метод понижения порядка реакции. В этом методе исследуется зависимость скорости реакции от начальной концентрации какого-либо одного реагента. Для этого в опытах меняется начальная концентрация одного реагента, например А.
Для химической реакции в общем виде:
yА + zВ Р
основное кинетическое уравнение имеет вид:
= k[А]y[B]z (6)
где у - порядок по реагенту А, z - порядок по реагенту В, общий порядок реакции равен сумме порядков по реагентам: n = y + z .
Если реагент А взят в явном недостатке: [А]<< [B], то можно считать, что [B]z является величиной неизменной. В этом случае введем обозначение kэф = k[B]z, тогда уравнение (6) приобретает вид:
= kэф [А]y (7)
где y - порядок реакции по реагенту А. При разных концентрациях [А] имеем разные значения скорости:
1 = kэф [А]1y и 2 = kэф [А]2y (8)
Прологарифмировав уравнения (8) и взяв разность, после несложных преобразований получаем выражение для порядка реакции по реагенту А:
(9)
Если известны скорости при нескольких концен-lnтрациях А, то согласно полученному из уравнения (7) выражению:
ln = lnkэф + yln[А]
зависимость ln от ln[А] является линейной, tg и порядок реакции y по реагенту А равен тангенсу угла наклона прямой tg = y. Этот графический ln[А] подход более точен, чем применение уравнения (9).
Определив аналогично порядок реакции z по реагенту B, находим порядок реакции в целом:
n = y + z.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Тройная точка на диаграмме состояния однокомпонентной системы. Период полупревращения для реакции первого порядка. Переход от уравнения Гиббса к уравнению Ленгмюра с использованием дифференциальной формы уравнения Шишковского. Рассеяние света и осмос.
контрольная работа [181,2 K], добавлен 17.10.2015Определение вида кинетического уравнения, текущих концентраций веществ и начальных скоростей, вида кинетического уравнения и порядков реакции по реагентам, параметров кинетического уравнения. Кинетическое уравнение: проверка адекватности модели.
курсовая работа [974,0 K], добавлен 15.11.2008Связи между активностями компонентов в растворе. Уравнение Дюгема-Маргулиса. Методы определения активности и порядка химической реакции. Необратимые реакции первого, второго и третьего порядков. Уравнение стандартного состояния для растворённого вещества.
лекция [425,7 K], добавлен 28.02.2009Односторонняя реакция 2-го порядка и её стехиметрическое уравнение. Исследование кинетики реакции от начального момента времени. Односторонняя реакция 3-го порядка и её возможные кинетические варианты. Односторонняя реакция произвольного n-го порядка.
реферат [1,5 M], добавлен 29.01.2009Исследование формальной кинетики процесса пиролиза углеводородов. Метод полуревращения как интегральный метод определения частного порядка реакции. Определение энергии активации. Уравнение Аррениуса. Определение порядка реакции интегральным методом.
лабораторная работа [1,5 M], добавлен 09.05.2014Зависимость изменения термодинамических величин от температуры. Метод Сато, Чермена Ван Кревелена, Андрена-Байра-Ватсона. Реакция радикальной сополимеризации. Определение температуры полураспада полиизопрена. Термодинамический анализ основной реакции.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 28.05.2012Разработка мер предотвращения возникновения пожаров и взрывов, оценка условий их развития и подавления. Понятие скорости выгорания, способ ее определения. Порядок составления уравнения реакции горения. Расчет объема воздуха, необходимого для возгорания.
курсовая работа [223,7 K], добавлен 10.07.2014Основные понятия и законы химической кинетики. Кинетическая классификация простых гомогенных химических реакций. Способы определения порядка реакции. Влияние температуры на скорость химических реакций. Сущность процесса катализа, сферы его использования.
реферат [48,6 K], добавлен 16.11.2009Методы отбора проб, область действия стандарта. Общие требования к подготовке реактивов и посуды к колориметрическим методам определения цинка, свинца и серебра. Суть плюмбонового метода определения свинца, дитизоновый метод определения цинка и серебра.
методичка [29,9 K], добавлен 12.10.2009Реакции, протекающие между ионами в растворах. Порядок составления ионных уравнений реакций. Формулы в ионных уравнениях. Обратимые и необратимые реакции обмена в водных растворах электролитов. Реакции с образованием малодиссоциирующих веществ.
презентация [1,6 M], добавлен 28.02.2012Термодинамика и кинетика сложных химических реакций. Фазовые превращения в двухкомпонентной системе "BaO-TiO2". Классификация химических реакций. Диаграммы состояния двухкомпонентных равновесных систем. Методы Вант Гоффа и подбора кинетического уравнения.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 19.05.2014Электрическая проводимость, равновесие в растворах электролитов. Электродвижущие силы, электродные потенциалы. Основы формальной кинетики. Зависимость скорости реакции от температуры. Фотохимические и сложные реакции, формы кинетического уравнения.
методичка [224,3 K], добавлен 30.03.2011Понятие и виды сложных реакций. Обратимые реакции различных порядков. Простейший случай двух параллельных необратимых реакций первого порядка. Механизм и стадии последовательных реакций. Особенности и скорость протекания цепных и сопряженных реакций.
лекция [143,1 K], добавлен 28.02.2009Растворение как гетерогенный химический процесс. Уравнения кинетики растворения. Определение энергии активации. Определение порядка реакции. Определение кинетической функции и времени полного растворения. Простые модели растворения и выщелачивания.
контрольная работа [235,0 K], добавлен 05.04.2011Характеристика окислительных и восстановительных процессов. Правила определения степени окисления атомов химических элементов, терминология и правила определения функции соединения в ОВР. Методы составления уравнений: электронного баланса, полуреакций.
презентация [63,2 K], добавлен 20.03.2011Химическая характеристика хлорид-иона, особенности его реакционной способности и степень вреда для окружающей среды. Наиболее частые пути попадания хлорид-иона в атмосферу, почву и воду, основные методы его определения и химической нейтрализации.
курсовая работа [597,1 K], добавлен 13.10.2009Свойства палладия, его поведение в хлоридных средах. Разработка оптимального метода анализа металла, с учетом доступности реагентов, селективности и высокой воспроизводимости результатов. Гравиметрические и фотометрические методы определения палладия.
дипломная работа [166,0 K], добавлен 24.02.2012Химиотерапевтические средства: антибиотики, их применение в медицине. Общая физико-химическая характеристика, фармакопейные свойства пенициллинов; промышленный синтез. Методики количественного определения ампициллина в готовых лекарственных формах.
дипломная работа [411,4 K], добавлен 20.02.2011Характеристика твердых отходов процесса хромирования. Титрование сульфатом железа и перманганатом. Теория определения хрома экспериментально. Качественный анализ компонентов твердых отходов процесса хромирования. Колометрические методы определения хрома.
курсовая работа [23,9 K], добавлен 31.05.2009Описание процесса определения концентрации растворенного кислорода химическим методом Винклера. Точность метода Винклера, возможные ошибки, нижняя граница определения. Мешающее действие редокс-активных примесей: железо, нитриты, органические вещества.
отчет по практике [16,8 K], добавлен 15.01.2009
