Новая химия » Сущность метода квазистационарных концентраций » Сложные реакции

Сложные реакции

Страница 1

Реакции называются сложными, если расходование исходных веществ и образование продуктов реакции происходят в несколько элементарных стадий, протекающих одновременно или последовательно. При этом некоторые стадии проходят с участием веществ, не являющихся ни исходными веществами, ни продуктами реакции (промежуточные вещества) [1]. Классическими видами сложных реакций являются обратимые реакции, параллельные реакции и последовательные реакции. Обратимые реакции- реакции, протекающие в двух направлениях: в прямом и обратном [8].

В общем виде ее уравнение можно представить в следующем виде:

Скорость двусторонней реакции равна разности скоростей прямой и обратной элементарных реакций:

Для двусторонней стадии, состоящей из двух элементарных реакций, протекающих в прямом и обратном направлениях, константа равновесия равна отношению их констант скоростей:

Параллельные реакции- реакции, в системе которых одновременно протекает несколько реакций, в которых участвует один и тот же реагент, давая различные продукты [8].

Согласно основному постулату химической кинетики, скорость реакции равна:

или

Для определения констант скорости и рассмотрим кинетические уравнения

и

Разделив первое уравнение на второе, после интегрирования получим:

Для трех реакций первого порядка, протекающих параллельно, выражение для констант скорости реакции будет иметь вид [1]:

Последовательные реакции- реакции, протекающие таким образом, что продукт одной стадии является реагентом для другой [8].

Для этой реакции кинетические уравнения запишутся в виде [1]:

; ;

Одной из типичных задач феноменологической кинетики является установление кинетического уравнения сложной реакции на основе ее механизма. При решении этой задачи используют основной постулат химической кинетики, принцип независимости и принцип стационарных концентраций. химический реакция кинетический двухкомпонентный

Пусть реакция типа

идет по сложному механизму с образованием двух промежуточных веществ и :

1),

2),

3), (1.2)

4).

Запишем уравнения для скоростей элементарных стадий:

, (1.3)

,

,

.

Используя эти соотношения, запишем теперь уравнения для суммарных скоростей изменения концентраций исходных веществ, промежуточных веществ и продуктов реакции:

,

,

, (1.4)

,

.

Получили систему пяти нелинейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами. В качестве начальных условий взяты уравнения материального баланса:

,(1.5)

.

Эта система не интегрируется в квадратурах. Ее решение можно проводить с помощью численных методов (в том числе с использованием ЭВМ) или применять какие-либо приближенные методы (чаще всего это принцип стационарных концентраций).

Страницы: 1 2 3

Еще по теме:

Производство карбамида
Карбамид (мочевина) – диамид угольной, или амид карбаминовой кислот CO(NH2)2. Генетическая связь производных угольной кислоты может быть выражена следующей схемой: ОН ОН ОNН4 NН2 | | | | C=О C=О C=О C=О | | | | ОН NН2 NН2 NН2 угольная карбаминовая карбамат карбамид кислота кислота аммония Карбамид ...

Кристаллогидраты
Кристаллогидраты — кристаллы, содержащие молекулы воды и образующиеся, если в кристаллической решётке катионы образуют более прочную связь с молекулами воды, чем связь между катионами и анионами в кристалле безводной соли. При низких температурах вода в кристаллогидратах может быть связана как с ка ...

Неразгаданные свойства воды
Вода всегда представляла собой большую загадку для человеческого ума. Много непостижимого нашему разуму остается еще в свойствах и действиях воды. Наблюдая за текущим или струящимся потоком воды, человек может снимать свое нервное и психическое напряжение. Чем это вызвано? Насколько известно, вода ...

Идеи алхимии


Идеи алхимии

Алхимия - своеобразное явление культуры, особенно широко распространённое в Западной Европе в эпоху позднего средневековья. Слово «алхимия» производят от арабского алькимия, которое восходит к греческому chemeia, от cheo — лью, отливаю.

Категории

Copyright © 2018 - All Rights Reserved - www.chemitradition.ru
Copyright © 2021 - All Rights Reserved - www.chemitradition.ru