Константи швидкості та термодинамічні параметри реакції

T, K	k0, м3/(моль·с)	ΔH≠, Дж/моль	ΔS≠, Дж/(моль·К)
325	5,825∙1014	97706	20,95
335	5,229∙1014	97623	19,26
345	5,602∙1014	97540	19,59
355	5,878∙1014	97457	19,75
365	6,200∙1014	97373	19,96

7. Приклад розв’язку задачі 2.4

Необхідні для розв’язку дані знаходимо в таблицях завдань до задачі 2.4:

Реакція:

Речовина, з якою взаємодіє квант світла: Cl₂;

Вільні радикали, на яких відбувається обрив ланцюга: Cl^●

Таблиця 2.19

Вихідні дані до задачі 2.4

, нм	N10-18	Е1, Дж/с	Z, с	Е2, Дж	β
170 173 175 178	11,34 21,25 17,18 12,38	0,510-3	330	387	0,095

1. Механізм протікання реакції

_{можна представити наступним чином:}

Зародження ланцюга

Ріст ланцюга (обов'язковою умовою є наявність активної частинки, що присутня на початку ланцюга, в кінці ланцюга. В даному випадку - )

Обрив ланцюга

2. Квантовий вихід реакції розраховуємо за рівнянням:

,

де n_р – кількість молекул, які прореагували під дією світла; n₀ – кількість поглинених квантів світла.

Кількість квантів світла, що поглинаються системою за 1 секунду, розраховуємо за рівнянням:

,

де стала Планка h = 0,6610^-33 Дж/с; швидкість світла с = 3,010⁸ м/с; Е₁ – кількість енергії, яка поглинається системою за 1 секунду; - довжина світлової хвилі.

Кількість молекул вихідної речовини, які прореагували за 1 секунду, рівна:

За умовою задачі Е₁= 0,510^-3Дж/с, Z = 330 c. Розрахуємо кількість квантів світла за умови, що = 170 нм:

Кількість молекул Cl₂, які при даній довжині хвилі вступили в реакцію за 1 секунду, дорівнює:

n_P = 11,3410¹⁸/330 = 34,410¹⁵ c^-1

Квантовий вихід реакції за даної довжини хвилі становить:

= 34,410¹⁵/42,910¹³ = 0,8010²

Результати розрахунку кількості квантів світла, які при певній довжині хвилі поглинаються реакційною сумішшю за 1 секунду, кількості проредагованих за 1 секунду молекул та квантового виходу упорядковуємо у таблиці.

Таблиця 2.20

Результати розрахунку квантового виходу реакції

, нм	N10-18	nP 1015 с-1	n01013 , c-1	102
170	11,34	34,4	42,9	0,80
173	21,25	64,4	43,7	1,47
175	17,18	52,1	44,2	1,18
178	12,38	37,5	44,9	0,83

3. Максимальному квантовому виходу реакції утворення хлористого водню = 1,4710² відповідає довжина хвилі = 173 нм.

Розрахуємо кількість молекул Cl₂, які за максимального квантового виходу вступили в реакцію взаємодії з воднем при поглинанні системою Е₂ = 387 Дж світлової енергії:

Вихід продукту реакції з врахуванням того, що при поглинанні одного кванту радіації утворюються дві молекули НСІ, становить:

4. Кількість енергії, яку необхідно затратити за максимального квантового виходу, щоб отримати 100г продукту HCl:

Довжину кінетичного ланцюга розраховуємо за рівнянням:

= 1/0,095 = 10,5