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:

Метод численного статистического моделирования
Метод Монте-Карло – это численный метод решения математических задач на основе моделирования случайной величины. В области химических наук его используют для симуляции опытных данных, что позволяет удобно и продуктивно решать задачи исследования на материале компьютерного эксперимента. Структура вы ...

Основные закономерности процесса анионной полимеризации: механизм, катализаторы
Полимеризация по ионному механизму происходит на анионных активных центрах, когда концевой атом растущей полимеризационной цепи обладает отрицательным зарядом, т.е. представляет собой карбанион (с положительным противоионом). Анионные системы очень чувствительны даже к небольшим количествам примесе ...

Характеристика основных алкалоидов
Алкалоиды, составляющие основные структурные классы – пиридиновые (никотин), пиперидиновые (лобелин), тропановые (гиосциамин), хинолиновые (хинин), изохинолиновые (морфин), индольные (псилоцибин, активное начало мексиканских галлюциногенных грибов, резерпин и стрихнин), имидазольные (пилокарпин), с ...

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 © 2022 - All Rights Reserved - www.chemitradition.ru