Реакции n-го порядка

Для реакций n-го порядка кинетическое уравнение имеет следующий вид:

nA → D + … и 5.19

Решение кинетического уравнения:

5.20

Информация для реакций различных порядков приведена в таблице 5.1.

Способы определения порядков реакции.

1. Графический метод Вант-Гоффа основан на построении зависимости w=f(С) в координатах Inw=f(lnC) или lgw=f(lgC). При логарифмировании кинетического уравнения w = k С^п получим

5.21

График зависимости должен быть прямой, тангенс угла которой равен порядку реакции.

Если реакция

исследуется методом избытка (например в избытке все вещества, кроме А₁ и ), то определяется порядок по веществу А₁:

5.21*

Уравнения (5.21) можно применить к зависимости начальной скорости от начальной концентрации lnw^o - lnC^o , полученной при постоянной начальной концентрации всех веществ, кроме А₁, тогда при

Можно, используя одну кинетическую кривую С=f(t) провести её графическое дифференцирование, определив скорость реакции для нескольких моментов времени t при текущей (изменяющейся) концентрации одного исходного вещества.

Таблица 5.1. Кинетические уравнения реакций различных порядков и их решения.

Порядок реакции	Уравнение скорости	Кинетическое уравнение	Размерность константы скорости	Функция концентрации (с), линейно зависящая от времени	τ½
0				с
1			с-1
2
3
n

2. Способ постановки экспериментальных данных в уравнение скорости реакции первого, второго и третьего порядков. Если использование одного из уравнений дает постоянное значение константы скорости реакции, то реакция имеет соответствующий порядок. Часто более удобной бывает графическая поверка применимости кинетических уравнений, приведенных в таблице 5.1. Строятся различные функции концентрации, линейно зависящие от времени (см. пятый столбец табл.1). Отложив по оси абсцисс время реакции t, а на оси ординат In С, 1/С и 1/С² получают три линии. Та из них, которая соответствует порядку данной реакции, будет прямой, остальные окажутся кривыми.

3. Метод Оствальда-Нойеса основан на нахождении времени, в течение которого концентрация вещества изменяется (например, уменьшается) в определённое число раз. Из решения кинетического уравнения скорости реакции n-порядка (табл.5.1) для времени уменьшения концентрации в х раз ( ) получим:

5.22

или 5.22*

В координатах этому уравнению соответствует прямая линия, тангенс угла наклона которой равен (1 - n).

Частным случаем этого метода является определение порядка по зависимости периода полупревращения τ_½ от начальной концентрации С⁰.