Графічний метод

 

Порядок реакції зручно визначати графічним методом. Нижче приведені диференціальні рівняння швидкостей реакцій різних порядків і їхнього рішення:

кінетичний рівняння хімічна реакція

Порядок	Рівняння швидкості реакції	Рішення рівняння
1
2
3

Відклавши на осі абсцис час τ, а на осі ординат lgС, 1/C і 1/C², для досліджуваної реакції одержують три лінії. Та з них, що відповідає порядкові даної реакції, буде прямою. Наприклад, якщо реакція має другий порядок, то 1/C, представлена як функція від τ, буде прямою, а функції lgС і 1/C² від τ виявляться кривими.

Вплив температури на швидкість хімічних реакцій

Відомо, що швидкість більшості хімічних реакцій збільшується з підвищенням температури. Кількісно вплив температури на швидкість реакцій можна оцінити двома шляхами. Для реакцій у розчинах, що протікають при порівняно низьких температурах, можна використовувати емпіричне правило Вант Гоффа: При підвищенні температури на кожні 10 ^о С швидкість реакції зростає в 2-4 рази. Більш точно і науково обгрунтовано вплив температури на швидкість реакції описує теорія активних зіткнень, основи якої запропоновані шведським вченим С. Арреніус. Суть цієї теорії відображена в трьох її положеннях: 1 Для того щоб прореагувати, молекули реагентів повинні зіткнутися. 2 Щоб зіткнення частинок дійсно призвели до хімічного перетворення, надлишкова енергія зіштовхуються молекул повинна перевищувати енергію активації (Е _а), тобто молекули реагентів повинні подолати якийсь потенційний бар'єр. Енергією активації хімічної реакції називають надлишкову енергію, якої повинні володіти молекули в момент зіткнення, щоб прореагувати. Молекули, що мають надлишкову енергію, більше, ніж енергія активації, називаються активними молекулами. У залежності від частки активних молекул, швидкість реакції може бути більше або менше. Залежність константи швидкості реакції від температури та енергії активації описує рівняння Арреніуса: . Тут k ₀ - предекспоненціальний множник - постійна величина. Однією з проблем хімічної кінетики є знаходження k ₀ і Е _а за експериментальними даними. В якості прикладу розглянемо методику знаходження значень цих величин для реакції З ₁₂ Н ₂₂ Про ₁₁ + Н ₂ О → С ₆ Н ₁₂ О ₆ + З ₆ Н ₁₂ О. Сахароза Глюкоза Фруктоза Була вивчена кінетика цієї реакції в присутності сірчаної кислоти концентрації 1,45 моль / л при різних температурах. За експериментальними даними будується графік залежності ln k - 1 / T. Виходячи з рівняння Арреніуса, - це лінійна залежність (рис. 4). Знаходиться рівняння прямої, і зіставленням його з прологаріфмірованним рівнянням Арреніуса ln k = ln k ₀ - розраховуються шукані величини: E _a = 12064 ∙ R = 12064 ∙ 8,314 = 100300 Дж / ​​моль, k ₀ = e ^36,729 = 8,94 ∙ 10 ^15.