Различают:

1. Частный порядок реакции – порядок, характеризующийся изменением концентрации одного из веществ, вступающих в реакцию

2. Общий порядок реакции – сумма частных порядков реакций

Методы определения порядков реакции:

1. Интегральные методы

1) Метод подстановки – нахождение значений концентраций вещества в различные моменты времени от начала реакции. По полученным данным производят расчет констант скоростей реакции, используя уравнения нулевого, первого, второго, третьего порядков. Определяют, по какой формуле расчет дает практически постоянную величину константы скорости реакции с небольшими отклонениями разных знаков, то есть рассчитанные значения констант практически совпадают друг с другом.

2) Графический метод – нахождение функции концентрации, которая на графике зависимости её от времени дает прямую линию, по зависимости которой определяют порядок реакции.

Метод определения константы скорости реакции, связанной с углом наклона прямой, и равняется отрицательному значению тангенса угла наклона прямой к

Для реакции 1-го порядка, lnC	Для реакции 2-го порядка, 1/C	Для реакции 3-го порядка, 1/C2
оси абсцисс	тангенсу угла наклона	половине тангенса угла наклона

3) По периоду полураспада

Для реакций первого порядка время полу­превращения не зависит от начальной концентрации реагирующего вещества, для реакций второго порядка — обратно пропорционально начальной концентрации, для реакций третьего порядка — обратно пропорционально квадрату начальной концентрации. Для опреде­ления порядка реакции необходимо экспериментально определить время полу­превращения для нескольких начальных концентраций и установить какая зависимость существует между ними.

2. Дифференциальные методы Вант-Гоффа Зависимость скорости химической реакции n – ного порядка от концентрации

Результат логарифмированного выражения

Метод заключается в:

1) Определение скорости реакции при различных концентрациях реаги­рующих веществ

2) Построение графика зависимости логарифма скорости реакции от логарифма концентрации,

3) Определение наклона полученной прямой, который является порядком реакции отно­сительно вещества, с измененной концентрацией

Отрезок, отсекаемый на оси ln v, равен ln к.

Применение дифференциального метода в двух вариантах:

Первый вариант – концентрационный порядок реакции – определение скорости реакции как производную dc/dτ при разных начальных концентрациях. Проведение касательных к кривым в начале реакции. Порядок реакции определен в простом случае, когда в начале реакции присутствуют исходные вещества. При протекании реакции образуются промежуточные продукты, искажающие дальнейший ход реакции.

Второй вариант – временный порядок реакции – измерение наклонов ка­сательных к кривой в различные моменты времени, соответствующие различным значениям концентраций реагентов.

2 условия, характеризующие временный порядок реакций:

1. Временный порядок выше концентрационного – быстрое снижение скорости реакции ингибированием промежуточными продуктами

2. Временный порядок ниже концентрационного – реакция автокатализируется промежуточными продуктами

Полученные результаты в обоих вариантах используются для по­строения логарифмической зависимости скоростей от концентрации реагентов.

ВОПРОС № 42

Кинетика обратимой реакции первого порядка

В начальный момент времени в системе присутствует только вещество А (в концентрации с⁰_А).

Уравнения для прямой и обратной скоростей реакций:

Прирост концентрации вещества Р равен убыли кон­центрации вещества А.

Результирующее изменение концентрации вещества А — разность двух скоростей: убыли А в прямой реакции и образования в обратной реакции:

Решение уравнения:

Зависимость концентрации вещества А от времени:

В случае обратимой реакции при τ → ∞ концентрация вещества А стремится к некоторой отличной от него величине:

Происходит выравнивание прямой и обратной скоростей реакций с последующим наступлением динамического равновесия.

Период полураспада:

Период полураспада не зависит от начальной концентрации реагирующего вещества.

ВОПРОС № 43