Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Семиколенков Н.П. "стрельба из танковых пулеметов " (Военное дело)
Курс химической кинетики - Эмануэль Н.М.
Эмануэль Н.М., Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики — М.: Высшая школа, 1984 . — 463 c.
Скачать (прямая ссылка): kurshimkinet1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 70 71 72 73 74 75 < 76 > 77 78 79 80 81 82 .. 179 >> Следующая

Степень полинома Р {х) называют порядком обратимой реакции. Реакция (IV.!) записана как обратимая. Строго говоря, обратимой является любая гомогенная химическая реакция. Однако, как это часто бывает, положение равновесия может быть настолько сильно смещено вправо, что скоростью обратной реакции на всем протяжении процесса можно пренебречь и рассматривать (IV.)) как односторонний (необратимый) процесс. В этом случае (IV.2) можно записать как
Это выражение совпадает с полученным для скорости элементарных реакций в теории переходного состояния и поэтому применимо ко всем необратимым процессам, протекающим через одну элементарную-стадию. Однако в ряде случаев оно может быть применимо в достаточно широком диапазоне для сложных реакций^ как это уже указывалось в § 3 гл. II. В этом случае вдали от равновесия не является обязательным совпадение показателей степени в кинетическом уравнении и стехнометрических коэффициентов для всех компонентов реакции. Поэтому общее кинетическое уравнение необратимой реакции простого типа определяется выражением (11.23) или,; через удельную химическую переменную, как
= * Л (|А/!о-в,-*Л. (1У.6)
В принципе л,- не обязательно являются целыми числами. Однако ниже речь будет идти лишь о целочисленных значениях Я;. Уравнения (1У.5)и (IV.6) представляют собой обыкновенные дифференциальные уравнения для функции х {I). Интегрирование их при начальном условии х = 0 при / = 0 (оно следует из определения величины к, см гл II, § 2) приводит к уравнению кинетической кривой для необратимой реакции в виде
*=Ч' к' 1А'Ь) (1У7)
и для обратимой в виде
где а,-, я;, Ь/ — наборы чисел а*, щ, Ь], характеризующих рассматриваемый процесс.
189
Уравнения (1\Л5) и (1У.6) являются уравнениями с разделяющимися переменными. Поэтому во всех случаях, когда можно записать корни полинома Р (х) как функции параметров полинома, можно записать решение в виде, разрешенном относительно I:
х
<=Д йи/Р(и)у о
в элементарных функциях: для обратимой реакции
н для необратимой реакции
? = /Гя « (х' к- 'А''»)- (IV. Ю)
а,, п{
Это можно сделать всегда, если известны численные значения к, /?', [А;]0, [Ву]0. В общем виде это еозможно для односторонней реакции любого порядка и для обратимых реакций первого и второго порядка. Располагая зависимостью (1У.9) или (IV. 10) для реакции первого и второго порядка, а в некоторых специальных случаях и для реакций высших порядков, можно разрешить (IV.9) и (IV. 10) относительно х и записать (IV.7) и (IV.8) в элементарных функциях.
Поскольку в реакции, описываемой одним стехиометрическим уравнением, х однозначно связано с концентрациями всех исходных веществ и продуктов реакции соотношениями (11.11), то для определения х достаточно определить концентрацию любого из компонентов реакционной смеси. Аналогично для определения скорости реакции достаточно определить ее по любому из компонентов реакционной смеси.
По той же причине с помощью функций (IV.7) или (IV.8) и соотношений (П.11) легко находится уравнение кинетической кривой для любого из компонентов реакции. Вид функций (IV.7) и (1У.8), отсюда и вид уравнений кинетических кривых различен для реакций разных порядков. Уравнения кинетических кривых для односторонних и обратимых реакций первого и второго порядков и для односторонней реакции третьего порядка будут выведены и проанализированы в следующем параграфе.
В кинетике реакций простых типов решаются главным образом следующие задачи.
1. Прямая задача. Известен порядок реакции и ее константа скорости (в случае обратимой реакции — обе константы скорости). Требуется найти концентрацию какого-либо из исходных веществ пли продуктов реакции в определенный момент времени или найти время, за которое концентрация какого-либо из реагентов или продуктов реакции достигает определенного значения. Задача легко решается с помощью функций (IV.7) и (IV.8).
2. Обратная задача. Получены экспериментальные данные по кинетике ранее не изученной реакции. Требуется определить порядок реакции и константу скорости или, в случае обратимой реакции, константы скорости прямой и обратной стадий.
190
Если из эксперимента получена зависимость скорости реакции от концентраций исходных веществ [Аг] или, в случае обратимой реакции, зависимость скорости v от [А,] и концентраций продуктов реакции [В;], то обратная задача решается соответственно с помощью уравнений (11.23) и (IV.2). В случае односторонней реакции логарифмирование кинетического уравнения приводит к соотношению
/
lgo=lg* + 2 «,-lg[A;],
линейному относительно lg к и всех Л;. Использование этого соотношения для определения порядка реакции по отдельным компонентам и суммарного порядка реакции будет рассмотрено в § 4 этой главы. Одновременно с определением щ из этого же соотношения находят \gk и, тем самым, константу скорости к.
В случае обратимой реакции простого типа вопрос о порядке прямой и обратной стадий не возникает, поскольку порядок по любому компоненту совпадает со стехиометрическим коэффициентом этого компонента. Константы скорости к и к' легко находятся непосредственно из уравнения (IV.2), линейного относительно искомых величин.
Предыдущая << 1 .. 70 71 72 73 74 75 < 76 > 77 78 79 80 81 82 .. 179 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.