Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

САПР / M1 / 116-117

.RTF
Скачиваний:
11
Добавлен:
10.12.2013
Размер:
19.13 Кб
Скачать

ветственно, получим г*О; если *-продукт, т. е. образуется из данной стадии, то 5*0 и гд>0. Так, в реакции (10.3) 5д<0; 5в< <0; 5с>0, и соответственно, га<0; гв<0; гс>0.

*Пример 10.1. Скорость реакции по веществам. Рассмотрим реакцию

2À+Â -+- 2Ñ

имеющую первый порядок по реагенту А и нулевой - по В; константу скорости .обозначим через 6. Для этой реакции, в соответствии с формулой (10.7), имеем

7·à===-2Äñà ãâ=-!ãñà ?ñ==2éñà

Обратите внимание на то, что и га, и гп. и гс зависят от сд и не зави­сят от сд. Вопрос о том, почему это так, лежит вне формальной кинетики-это вопрос о механизме реакции. Но в формально-кинетических расчетах важно помнить, что в случае формально одностадийной реакции или стадии сложной реакции га, гд и гс - не три разные скорости, а одна и та же скорость реакции, и различаться эти величины могут только множителями- стехиометрическими ·коэффициентами. Уравнение реакции устанавливает однозначную связь между реагирующими количествами А, В и С и, стало быть, связь между скоростями по этим веществам, определяемую формулой (10.7).

Порядок реакции. Скорость многих (хотя и не всех) формаль­но простых реакций, а также стадий сложных реакций пропорцио­нальна концентрациям реагирующих веществ в некоторых степе­нях. Показатели степени в таком случае называют порядком реакциипо реагентам. Так, для реакции

1*à1À+18â1Â->·5ñÑ+5îÎ (10.8)

соответствующая зависимость будет выражаться кинетичес- к и м у р а в н е и и е м

ã=&:à"'ñâ"à (10.9)

Здесь я1 - порядок реакции по веществу А, я2 - порядок по веществу В, сумму п*да называют общим, или суммарным по­рядком. Коэффициент пропорциональности именуют констан- т о и с к о р о с т и р е а к ц и и.

Порядок реакции или стадии будем обозначать цифрой над *или под) стрелкой, указывающей направление реакции; здесь же будем приводить обозначение константы скорости. Так, запись

1 ïî À; Ä1

2À + Â --*

2 ÏÎ Ñ: éà

обозначает обратимую реакцию, у которой прямая стадия имеет 1-й порядок по А и константу скорости *1, обратная - 2-й порядок тю С и константу /ãã. Поскольку порядок по В не указан, он - ну­левой .

На практике встречаются реакции самых разнообразных по­рядков: целочисленных 'и .дроЭных, нулевого, изредка и отрица-

èå

тельных. Численное значение порядка может быть и очень ма­лым, и большим-так, для каталитической димеризации ацетиле­на установлен порядок выше Э-го [50].

Достаточно часты случаи, когда порядок по каждому из реа­гентов совпадает с его стехиометрическим коэффициентом. Но обязательно такое совпадение лишь для строго (не формально) простых реакций. Вследствие сложности механизма формально одностадийные процессы могут протекать по порядкам, сильно от­личным от стехиометрических коэффициентов.

Заметим, что у тех реакций, порядок которых не совпадает со стехиомет- рическими коэффициентами, при приближении к равновесию (или к 100%-ному превращению, если реакция необратима), как правило, начинается изменение по­рядка-непосредственно вблизи равновесия порядок сходится к величине, опре­деляемой стехиометрией.

Существует достаточно много реакций, скорость которых вооб­ще не может быть описана формулой (10.9). Понятие-порядок реакции к таким реакциям либо вообще неприменимо, либо при­менимо с оговорками. В частности, обычно нельзя говорить о по­рядке разветвленных цепных реакций. Для многих неразветвлен- ных цепных реакций и гетерогенно-каталитических реакций (в слу­чае существенного влияния стадии адсорбции) в кинетическое уравнение, наряд** со степенными, входят и сомножители более сложной структуры. Например, кинетическое уравнение для синте­за бромистого водорода из простых веществ имеет вид:

*вгаснэ

***

В то же время задание порядка реакции иногда является крат­ким выражением особенностей кинетики.

Пример 10.2. Гомогенный катализ.

Реакция может иметь некоторый порядок по веществу, не входящему в стехиометрическое уравнение:

1 ïî À, 1 ïî Â. 1 ïî Ã); À

À -1- Â *-*- Ñ (10. 10)

Это гомогенный катализ: вещество Ñ является катализатором. В роли гомогенного катализатора может выступать один из продуктов реак­ции - это случай а в т о к а т а л и з а:

1 ïî À. 1 ïîÑ; è À-*--*-2Â-1-Ñ (10.11)

По некоторым веществам порядок реакции мс*ет быть отрицательным-. отрицательный катализ, или ингибирование. 'Таща всего в роли ингибито­ра выступает один из продуктов реакции:

1 ïî À, 1 Ïî Â, (-1/3) ïî Ñ: Ü À -*- Â -*-*· Ñ

117

Соседние файлы в папке M1