Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
_лекцiя 10 (Хiмiчна кiнетика).doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
3.13 Mб
Скачать

4Nо2  2n2о4 (швидка)

2N2О5  2N2О4 + О2

Перша, повільна, мономолекулярна стадія визначає перший порядок реакції, що спостерігається.

Прикладом реакції першого порядку в розчині  гідролітичний розпад тростинного цукру у воді на глюкозу і фруктозу:

С12Н22О11 + Н2О  С6Н12О6 + С6Н12О6

Реакція гідролізу цукру за своїм механізмом бімолекулярна. Згідно з законом діяння мас для такої реакції:  = kс(цук.)с(Н2О); але в розбавленому розчині кількість води, що йде на гідроліз, настільки незначна, що її концентрацію можна вважати сталою. Тоді

Н2О цук. цук. (ХІ.4.11)

Це відповідає рівнянню першого порядку. Реакції такого типу називаються псевдомолекулярними.

Хі.5. Необоротні реакції другого, третього та n-го порядків

Швидкість реакції другого порядку визначається рівнянням:

, (ХІ.5.1)

або коли реагенти мають однакові концентрації, кінетичне рівняння має вигляд

(ХI.5.2)

Кінетичне рівняння для реакцій другого порядку виведемо на прикладі реакції

А + В = D + R

Нехай у момент часу t = 0 концентрації речовин А і В відповідно рівні а і b. Припустимо, що до моменту часу t в одиниці об’єму прореагує х молей А і, відповідно, х молей В. Тоді на цей час залишаться непрореагованими (а  х) молей А і (b  х) молей В, і швидкість реакції визначатиметься за таким рівнянням:

(ХІ.5.3)

Інтегрування диференціального рівняння (ХІ.5.3) з урахуванням початкових умов (t = 0, х = 0) дає

, (ХІ.5.4)

де k має розмірність: k = t1 моль1.

Якщо вихідні концентрації речовин А і В рівні, тобто а = b, то диференційне рівняння швидкості записується так:

(ХІ.5.5)

Розділивши змінні в цьому рівнянні і проінтегрувавши його в межах від 0 до t і від 0 до х, одержимо

. (ХІ.5.6)

Якщо прореагує половина вихідної речовини, тобто коли х = а/2, тоді . Після того, як замінимо значення х в (ХІ.5.6) це рівняння прийме вигляд

, (ХІ.5.7)

тобто час напіврозпаду для реакцій другого порядку обернено пропорційний кількості концентрації вихідної речовини. Таким чином час розпаду для гомогенних реакцій, що протікають у розчині, залежить від концентрації, а в газовому середовищі  від тиску. Слід також враховувати, що константи швидкості реакцій різного порядку мають різну розмірність, і співставляння їх абсолютних значень позбавлено фізичного змісту.

Приклад реакції другого порядку в розчині  омилення складного ефіру лугом:

СН3СООС2Н5 + NаОН  СН3СООNа + С2Н5ОН

Кінетика реакцій третього порядку: 3А  ; або 2А + В  ; або А + В + С   при рівних початкових концентраціях реагуючих речовин описується рівнянням:

, (ХІ.5.8)

, (ХІ.5.9)

(ХІ.5.10)

В загальному випадку для реакцій n-го порядку

; (ХІ.5.11).

; (ХІ.5.12)

. (ХІ.5.13)

Неважко помітити, що час повного перетворення (100 %) для реакції першого і більш високих порядків теоретично рівні безкінечності.