ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Дифференциальный метод из "Кинетика полимеризационных процессов" По этому методу каким-либо подходящим способом измеряют концентрацию реагента А по ходу реакции, проводимой э замкнутом сосуде при постоянной температуре. Полученные данные изображает графически в виде зависимости мольной концентрации реагента А от продолжительности реакции. Полученная кривая носит название кинетической кривой реакции. Среднюю скорость реакции можно определить как отношение изменения концентрации реагента за определенное время на время измерения. (Мгновенная скорость реакции в произвольной точке кинетической кривой равна тангенсу угла наклона касательной к кинетической кривой в данной точ ке. [c.12] Знак минус в правой части этого уравнения указывает на то, что наклон касательной к оси абсцисс отрицателен. Физически это означает, что реагент, для которого произведено измерение ско р ости изменения концентрации, расходуется во время реакции. [c.12] Для определения мгновенной скорости проводят графическое дифференцирование кинетической кривой в данной точке. Можно взять ряд произвольных точек на кинетической кривой и произвести графическое дифференцирование кривой в этих точках. Тогда можно построить новый график — зависимость мгновенной скорости реакции от концентрации реагента А. [c.12] Следовательно, если построить график логарифм скорости реакции— логарифм концентрации, то тангенс-угла наклона прямой численно равен порядку реакции, а отрезок, отсекаемый этой прямой на оси ординат, дает значение логарифма константы скорости. [c.12] Наклон прямой дает значение / — порядок реакции ло реагенту А. [c.13] Существует другой, чаще употребляемый вариант дифференциального метода определения порядка реакции. Дело в том, что часто в сложных реакциях промежуточные или конечные продукты оказывают влияние на мехаяшм процесса. Они могут ускорять или замедлять реакцию весьма сложным образом. Кроме того, в жидкофазных реакциях часто во времени значительно изменяются свойства реакционной среды — вязкость, полярность и т. д. Все это приводит к изменению константы скоро сти во времени. [c.13] Если пренебречь этими явлениями и попытаться П рове1сти формальное определение порядка реакции, ишользуя всю кинетическую кривую, то можно получить неверный результат. [c.13] В подобных случаях проводят определение порядка реакции по начальным, скоростям процесса. Практически определение проводят следующим образом. Как и в первом случае, строят кинетическую кривую по экшериментальным точкам, но фиксируют изменение концентрации реагента на начальном участке, пока скорость реакции приблизительно постоянна. Проводят серию экспериментов с различной начальной концентрацией реагента А. В результате получают несколько (4—6) кинетических кривых из1менения концентрации реагента А. Далее к начальной точке каждой кривой проводят касательную и определяют наклон. Обычно построение касательных не вызывает затруднения, так как начальный участок кинетической кривой слабо искривлен. Если кривизна значительна, то прибегают к помощи зеркала. Прямоугольное зеркало устанавливают так, что отражение кривой в зеркале в заданной точке является плавным без излома продолжением кривой на рисунке. Это означает, что зеркало установлено строго перпендикулярно касательной, которою нужно построить в данной точке. Вдоль нижней грани зеркала проводят прямую, из точки ее пересечения с кривой восстанавливают перпендикуляр. [c.13] Скорость реакции в данной точке рассчитывают как тангенс угла наклона касательной к оси абсцисс с учетом выбранного масштаба координатной сетии. [c.14] Далее строят прафик зависимости логарифма начальной скорости реакции от логарифма начальной концентрации реагента А, и по наклону прямой определяют порядок реакции по реагенту А. [c.14] Этот метод удобно применять для определения порядка в тех случаях, когда в реакции принимают участие два и более реагентов. В серии опытов изменяют начальную концентрацию одного реагента, в то время как другие поддерживают постоянными. Обработку результатов проводят так же, как указано вьпне. В этом случае отпадает необходимость применять избщки одного из реагентов. [c.14] Следует заметить, что порядок реакции, определенный по начальным скоростям, далеко е всегда совпадает с порядком, определенным по ходу реакции. Вопрос о там, какую дополнительную информацию можно получить, сравнивая оба порядка, обседается в разделе каталитических реакций. [c.14] Вернуться к основной статье