2. Приклад розв’язку задачі 2.1

У табл. 2.6 вносимо експериментальні дані зміни концентрації реагуючих речовин внаслідок протікання хімічної реакції.

Таблиця 2.14

Експериментальні значення кінетичних досліджень

Номер досліду	Т,К	Експериментальні дані кінетичних досліджень τ, хв; с, моль/л
1	300	τ	0	10	20	30	40	50	60	70	80
		с	2,00	1,147	0,887	0,750	0,661	0,598	0,550	0,512	0,481
2	310	τ	0	10	20	30	40	50	60	70	80
		с	2,00	0,832	0,616	0,511	0,446	0,401	0,367	0,341	0,319
3	320	τ	0	10	20	30	40	50	60	70	80
		с	2,00	0,573	0,414	0,340	0,296	0,265	0,242	0,225	0,210

1. За експериментальними даними, наведеними у таблиці 2.6, будуємо графік залежності с = f (τ) (Рис. 2.1).

Рис. 2.5. Експериментальні кінетичні криві: ○– за температури 300К;

□– за температури 310К; Δ– за температури 320К;

2. Для знаходження порядку реакції скористаємося двома методами: методом підстановки та графічним методом.

а) метод підстановки полягає в тому, що дані кінетичних досліджень підставляють у рівняння для розрахунку константи швидкості реакції першого, другого та третього порядку. Рівняння, розраховані за яким константи швидкості, найменше відрізняються при різних концентраціях, відповідає порядку за яким відбувається дана реакція.

Отже, підставляємо експериментальні величини, визначені за температури 300К в рівняння для першого порядку: ,

, ;,

, ;,

,;,

,;,

Рівняння для другого порядку: ,

,;

,

,

,

,

,

,

,

в рівняння для третього порядку: ,

,

,

,

,

,

,

,

,

Аналіз одержаних результатів показує, що тільки значення константи швидкості, розраховані за рівнянням для третього порядку, є величиною сталою. Отже дана реакція є реакцією третього порядку.

Так само за кінетичним рівнянням третього порядку розраховуємо константи швидкості за температур 310 та 320К. Визначені значення констант швидкості заносимо в таблицю 2.7.

Таблиця 2.15

Результати розрахунку констант швидкості

Константа швидкості	Т,К	τ, хв
		10	20	30	40	50	60	70	80
kI·102,	300	5,56	4,07	3,27	2,80	2,41	2,15	1,95	1,78
kII·102,	300	3,72	3,14	2,78	2,53	2,34	2,20	2,08	1,97
kIII ·102,	300	2,55	2,55	2,55	2,55	2,55	2,55	2,55	2,55
kIII ·102,	310	5,97	5,96	5,97	5,97	5,97	5,98	5,96	5,99
kIII,	320	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14

Визначаємо середнє значення констант швидкості: k_III(300)= 2,55·10^-2,

k_III(310) =5,97·10^-2, ,k_III(320)= 0,14,

б) графічний метод

За цим методом необхідно побудувати графіки залежності концентрації реагентів від часу у відповідних координатах:

а) для першого порядку lnc = f(τ);

б) для другого порядку 1/c = f(τ);

в) для третього порядку 1/c² = f(τ).

Розраховуємо відповідні величини за Т=320К та записуємо в табл. 2.8.

Таблиця 2.16