5.4.Экспериментальные методы определения порядка реакции и константы скорости

1. Метод подстановки (подбора уравнений)

Определяем концентрации в различный момент времени. Предполагаем, что реакция I порядка. Подставляем данные в уравнение реакции I порядка получаем.

k = *ln ; k = *ln и т.д.

Если мы получаем k k k … k это означает, что реакция действительно I порядка, если получаем k k k … k , то эта раекция не I порядка.

2. Графические методы

а) интегральный

в) дифференциальный

а)

lnC = - kt + ln C lgC = - t + lg C

т.е. для I порядка мы должны получить прямую линию.

l gC

l g C tg = -

t

Для реакции II порядка:

= kt +

tg = k

t

lgC = f(t) –это реакция I порядка

= f(t) –это реакция II порядка

б) = k* C логарифмируем

lg = lgk + nlgC (уравнение прямой линии)

lg

tg = n

lgC

По опытным данным сначала определяется в данный момент времени графическим дифференцированием.

= - ;

Строится график в координатах

С

tg =

г рафическая зависимость

касательная t

3. Метод определения по периоду полураспада.

Проводится 2 реакции с различными начальными концентрациями. Если получается, что период полураспада не зависит от концентрации, то это реакция I порядка, если обратно пропорционален концентрации, то реакция II порядка.

4. Метод изоляции или избытка реагентов.

= k*C *C

Сначала определяем порядок реакции n по веществу А, для этого вещество В берется в большом избытке, тогда

С = const и = k *C

Далее вещество А берется в большом избытке и С = const = k *C

А порядок реакции в целом определяется как n + n

5. Определение константы и с для реакции I порядка графическим методом.

lgC = - t + lg C

l gC

tg = - отсюда определяем k

t

5.5.Зависимость скорости и константы скорости химической реакции от температуры. Уравнение Аррениуса

При повышении температуры реакции обычно увеличивается.

- при повышении температуры на каждые 10 С, реакции увеличивается в 2-4 раза.

показывает во сколько раз увеличивается реакции при повышении температуры на 10 С

_{= или =}

_{Уравнение Аррениуса:}

lgK = + В T – температура

А и В – числа

К – const р-я

= уравнение изобары, при этом К= , где К - const р-я, k и k - const .

= E - E , то уравнение изобары выглядит так:

= ; - = тогда

= +С; = +С;

C =0, то = +С;

Интегрируем уравнение, считая, что Е=const

dlnk = * lnk = - + lnB и тогда

k = B e B - const

уравнение Аррениуса

E – энергия активации

B - предэкспоненциальный коэффициент (множитель).

е – экспонента.

Берем определенный интеграл

dlnk = * ln = ( - ) ln = ( );

1. уравнение Аррениуса позволяет рассчитать энергию активации, если известно константа при 2 температурах.

2. Уравнение позволяет рассчитать константу при любой температуре, если известна энергия активации и константа при одной из температур.

lnk = lnk +