АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

ХІ.4. Необоротні реакції першого порядку

Читайте также:
  1. Абезпечення громадського порядку і громадської безпеки.
  2. Акти офіційного тлумачення (інтерпретаційні акти) – це правові акти, прийняті компетентними державними органами, що містять роз’яснення норм права або порядку їх застосування.
  3. Аналітичні реакції та вимоги до них
  4. Вкажіть номер неправильної відповіді. Для виконання завдань по охороні громадського порядку організовуються:
  5. Вплив каталізатора на швидкість хімічної реакції
  6. В’язі і їхні реакції
  7. Заслуговує на увагу розробка методу упорядкування, розпізнання і розміщення окремих
  8. І. 3. Процеси. Оборотність і необоротність
  9. Кислотно-лужна система якісного аналізу катіонів. Характерні реакції катіонів 1-6 аналітичних груп.
  10. Конституційні засади правопорядку у сфері господарювання
  11. Мета якісного аналізу. Якісні реакції “мокрим” і “сухим” шляхом. Вимоги до аналітичних реакцій, які застосовуються в якісному аналізі.
  12. На полi бою у залежності від вираженостi психічної реакції

До реакцій першого порядку відносять такі, швидкість яких пов’язана з концентрацією с реагуючих речовин рівнянням

w = k·с (ХІ.4.1)

Нехай у початковий момент часу є а молей вихідної речовини А. Якщо до моменту часу t прореагувало х молей, то в суміші залишилось (а - x) молей. Тоді концентрація речовини А в момент часу t рівна

, (ХІ.4.2)

де V - об¢єм системи.

З урахуванням (ХІ.4.1) одержуємо

(ХІ.4.3)

Після елементарних перетворень одержуємо диференціальне рівняння швидкості необоротної реакції першого порядку

(ХІ.4.4)

Розділивши змінні і проінтегрувавши рівняння, одержуємо

, (ХІ.4.5)

де С - константа інтегрування, яку можна знайти підставивши початкові умови (t = 0, х = 0) в (ХІ.4.5)

(ХІ.4.6)

Підставивши в (ХІ.4.5) значення с з (ХІ.4.6) і розв’язуючи (ХІ.4.5) відносно k, одержимо

(ХІ.4.7)

Залежність кількості прореагованої (х) і непрореагованої (а-х) речовини А від часу показана на рис. 56.

Якщо об’єм системи в ході реакції залишається сталим, то (ХІ.4.7) можна записати у іншому вигляді:

, (ХІ.4.8)

де с0 - вихідна концентрація речовини, що прореагувала, с - концентрація цієї речовини на момент часу t.

З рівнянь (ХІ.4.7), (ХІ.4.8) видно, що k має розмірність оберненого часу (t–1). Рівняння (ХІ.4.8) можна записати в експоненціальній формі:

(ХІ.4.9)

Для характеристики хімічних реакцій поряд з константою швидкості користуються періодом напіврозпаду t1/2. Він рівний проміжку часу, протягом якого прореагує половина вихідної кількості речовини. Приймаючи, що с = с0/2, можна записати таке рівняння:

(ХІ.4.10)

З цього випливає, що період напіврозпаду реакції першого порядку обернено пропорційний константі швидкості і не залежить від кількості вихідної речовини. Це пояснюється тим, що перетворення молекул у випадку простих молекулярних реакцій не залежить від того, чи присутні інші речовини. Величина, обернена до константи швидкості молекулярної реакції (простої реакції першого порядку), характеризує середню тривалість життя окремих молекул. Прикладами реакцій першого порядку є:

розклад диметилового ефіру

СН3ОСН3 ® СН4 + Н2 + СО;

розклад оксиду азоту (V)

2N2О5 ® 2N2О4 + О2 .

Ця реакція протікає постадійно:



 

N2О5 ® N2 О3 + О2 (повільна)

N2О3 ® NО + NО2 (швидка)

NО + N2О5 ® 3 NО2 (швидка)

4NО2 ® 2N2О4 (швидка)

2N2О5 ® 2N2О4 + О2

Перша, повільна, мономолекулярна стадія визначає перший порядок реакції, що спостерігається.

Прикладом реакції першого порядку в розчині - гідролітичний розпад тростинного цукру у воді на глюкозу і фруктозу:

С12Н22О11 + Н2О ® С6Н12О6 + С6Н12О6

Реакція гідролізу цукру за своїм механізмом бімолекулярна. Згідно з законом діяння мас для такої реакції: w = k×с(цук.)×с(Н2О); але в розбавленому розчині кількість води, що йде на гідроліз, настільки незначна, що її концентрацію можна вважати сталою. Тоді

Н2О цук. цук. (ХІ.4.11)

Це відповідає рівнянню першого порядку. Реакції такого типу називаються псевдомолекулярними.

 

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |


При использовании материала, поставите ссылку на Студалл.Орг (0.006 сек.)