Скорость образования промежуточного вещества

Рис. 58. Кинетические кривые накопления промежуточного вещества Р в двух последовательных реакциях первого порядка прм различных соотношениях констант скоростей расходования н образования промежуточного вещества V. r — безразмерная концентрация промежуточного вещества Р

Применение изотопов при исследовании механизма химических реакций дает возможность определять скорости образования и расходования промежуточных продуктов, выяснять последовательность образования промежуточных веществ, устана вливать вещества, образующиеся параллельно из одного и того же предщественника, а также выяснить, какие связи разрываются в процессе реакции. Причем для правильного рещения вопроса о кинетике необходимо располагать сведениями о протекающих в системе обменных реакциях. [c.376]

Допустим, что скорость образования промежуточного соединения в обратимой реакции (VI 1-98) значительно меньше скорости распада этого соединения в реакции (УП1-99), тогда предположение о достижении состояния равновесия в реакции (У1П-98) образования соединения АХ неприемлемо.-В этом случае для описания хода каталитической реакции используется принцип квази-стационарного состояния. Поскольку концентрация промежуточного соединения невелика по сравнению с концентрациями исходного вещества и продукта реакции, можно предположить, согласно указанному принципу, что скорость изменения концентрации этого соединения равна нулю. Тогда [c.228]

Скоростью образования промежуточного вещества гЮо называют изменение количества промежуточного вещества в единицу времени в единице объема в результате всех реакций, приводящих к расходованию этого вещества. [c.43]

В случае, если целевой конечный продукт образуется при участии некоторого промежуточного вещества, высказанные соображения оказываются неверными. В этом случае существует некоторая оптимальная скорость подачи исходных веществ, обеспечивающая максимальный выход продукта реакции в единицу времени. Скорость образования продукта реакции определяется концентрацией промежуточного вещества. Но при слишком больших скоростях подачи последняя падает из-за быстрого вывода промежуточного вещества из системы. При слишком медленной подаче исходных веществ, как уже указывалось, падает концентрация исходных веществ, а следовательно, и скорость образования промежуточного вещества, что также приводит к уменьшению стационарной концентрации промежуточного вещества. [c.388]

В развитии реакции наступает момент, когда скорость образования промежуточного вещества делается равной скорости его распада (стационарное состояние). В эгом случае можно написать [c.277]

Скорость образования промежуточного соединения Аа пропорциональна степени заполнения поверхности 6 веществом А и степени заполнения поверхности свободными местами В соответствии с этим скорость реакции [c.216]

Если образуется несколько промежуточных соединений, то уравнения значительно усложняются. Если катализатор образует с реагирующим веществом два промежуточных соединения, причем одно из них лабильно, а другое относительно стабильно, то скорость реакции может иметь максимум. Положение. максимума зависит от величин констант равновесия и скоростей разложения промежуточных веществ. При образовании трех промежуточных веществ скорость реакции может проходить сначала через минимум, а затем через максимум. Так, например, проходит реакция разложения перекиси водорода в кислой среде в присутствии хроматов. [c.172]

На рис. 102 изображены рассчитанные по уравнениям (УП-7), (УН-8) и (УП-9) зависимости от времени количеств израсходованного исходного вещества (кривая I), скорости реакции (кривая 2) и концентрации промежуточного продукта X (кривая <3). Расчет проводился для значений е = 0,01 е = 100 и 3 = 100, то есть для случая, когда константа скорости образования промежуточного продукта X больше константы скорости его расходования (е< 1). Как видим из рис. 102, скорость реакции достигает максимума, а затем падает. Концентрация же промежуточного продукта растет до конца реакции. [c.284]

Скорость накопления промежуточного вещества Р есть разность скоростей его образования и расходования и равна либо [c.182]

Рис. 61. Кинетические кривые накопления конечного продукта двух последовательных реакций первого порядка при различных отношениях констант скорости расходования и образования промежуточного вещества

Концентрация промежуточных частиц в ходе реакции достигает максимального значения и далее начинает падать. Это обусловлено прежде всего уменьшением концентрации исходного вещества, что приводит к уменьшению скорости образования промежуточных частиц. Действительно, если проводить реакцию в открытой системе, причем так, чтобы концентрация А в реакции (18.25) поддерживалась неизменной, равной [Al , то (18.26) следовало бы записать в виде [c.300]

Скорость накопления промежуточного вещества Р с учетом исходной схемы реакций можно представить как разность скоростей образования и расходования этого вещества [c.101]

Другой областью применения динамики является химическая кинетика, которая исследует скорость приближения химической системы к равновесию. Изучая скорости реакций, можно получить информацию о механизме, по которому они протекают. Располагая данными о влиянии температуры на скорость реакции, можно выявить, какие ограничения на скорость реакции накладывает энергия активации, а также определить изменения энергии, сопровождающие образование промежуточных веществ. [c.257]

ТО смена механизма однозначно указывает на протекание реакции по двухстадийному механизму с образованием промежуточного соединения. Если известна величина константы скорости контролируемой диффузией стадии стабилизации промежуточного соединения, то эффект смены лимитирующей стадии дает возможность определить константу /г-1 и константу равновесия К = к к-. Например, в условиях, когда процесс смены лимитирующей стадии завершен наполовину и скорость реакции составляет /2 предельной величины, скорости образования исходных веществ и продуктов из промежуточного соединения совпадают, т. е. /г-1 =/ на [НА]. [c.122]

Так как полученные указанным методом константы скоростей реакций являются результатом решения дифференциальных уравнений, которые описывали скорость расходования промежуточных веществ, при образовании этих веществ значение константы отрицательно. Для получения расчетных кривых распределения продуктов реакции необходимо учитывать, что образование и расходование промежуточных веществ происходит параллельно. Так, если к какому-то времени т образовалось з% трехзамещенного продукта, а четырехзамещенного — 4%, то трехзамещенного продукта останется ( з —14)%. Это и будет искомым расчетным значением трехзамещенного продукта. Таким же образом должны рассчитываться и все остальные значения продуктов замещения. [c.72]

При любом соотношении констант скоростей образования и распада промежуточного вещества скорость его образования в начале реакции всегда больше скорости распада (при условии, конечно, что в начальный момент времени концентрация промежуточного продукта равна нулю). В момент достижения максимальной концентрации промежуточного продукта скорости его образования и распада сравниваются. В дальнейшем скорость распада промежуточного вещества становится больше скорости его образования и поэтому концентрация его падает. Объясняется это тем, что в начальные моменты времени мала концентрация промежуточного вещества, в конечные же— исходного. [c.28]

В газовой фазе реакция рекомби1 нации атомов иода является реакцией третьего порядка, поскольку необходимо присутствие третьей частицы для отвода избытка кинетической энергии. В растворе атомы иода всегда окружены молекулами растворителя, которые могут поглощать избыток кинетической энергии. Константа скорости рекомбинации атомов иода в растворе диффузионная и в четыреххлористом углероде составляет 6,9-10 л-моль- -с При импульсном фотолизе иода в бензоле наблюдается образование промежуточных веществ, поглощающих в видимой области и исчезающих по второму порядку с константой скорости 1-10" л - моль с . Промежуточный продукт представляет комплекс с переносом заряда между атомом иода и бензолом. [c.172]

Обычно для нахождения концентраций промежуточных веществ используют уравнения, выражающие требование, чтобы скорость образования каждого промежуточного вещества равнялась скорости его расходования. Далее находят скорости стадий, а из них — скорости образования ключевых веществ. [c.67]

Если рассматривать общую реакцию без учета образования промежуточного вещества, то ее скорость можно выразить [c.265]

Использованпе понятия скорость по базисному маршруту дало возможность в рамках теории Хориути сформулировать условия квазистационарности по-новому, в виде, отличном от обычной формулировки скорость образования промежуточного вещества равна его скорости расходования. Полученные уравнения М. И. Темкин назвал условиями стационарности стадий. В матричном виде онп представляются так [c.81]

При работе с катализаторами следует иметь в виду, что катализатор является химическим веществом, кото1юе образует промежуточное химическое соединение с реакционной системой. Продукт реакции получается либо в результате разложения промежуточного соединения, либо в результате реакции этого промежуточного соединения с другим реагентом. Промежуточное соединение в каталитической реакши должно обладать оптимальной стабильностью. Еспи оно слишком устойчиво. скорость реакции может быть недостаточно высокой. В то же время низкая стабильность может привести к тому, что или скорость образования промежуточного соединения, или соответственно его концентрация окажутся недостаточными для достижения необходимой скорости реакции. Промежуточное соединение должно и образовываться и реагировать (разлагаться) с приемлемыми скоростями. [c.9]

Совсем по другому протекает реакция, когда константа скорости образования промежуточного продукта X меньше или сравнима с константой скорости его расходования, т. е. когда е 1. В этом случае, подста вив ( 11-7) и (УН-5) в (УИ-4), получим для скорости расходования исходных веществ выра кение [c.284]

Метод квазиравновесных концентраций используют лищь для последовательных реакций, включающих обратимую стадию образования промежуточного вещества, при соблюдении определенного условия. Если скорость обратной реакции А ,[Х[ много больще скорости последующего превращения промежуточного вещества A JX][ ], то концентрация [X] мало отличается от равновесной и принимается равной равновесной — это суть квазиравновесного приближения. [c.80]

И теперь все еще считают полезным классифицировать некоторые реакции как каталитические и говорить катализаторы реакции . Однако катализатор не увеличивает выход реакции, но увеличивает скорость достижения равновесия, термодинамически возможного, хотя и трудно достижимого в отсутствие катализатора. Это достигается благодаря тому, что катализатор обеспечивает иной и более быстрый реакционный путь , согласно хиншельвудскому определению [2] каталитической реакции, которую, как правило, можно объяснить исходя из обычных химических реакций между катализатором и субстратом с образованием промежуточных веществ последние, в конце концов, дают продукты и регенерируют катализатор. Это поведение хорошо иллюстрируется многими реакциями разложения, катализируемыми в газовой фазе парами иода. Например, термическое разложение ацетальдегида протекает со скоростью, которую легко можно измерить приблизительно при 450°. Реакция, вероятно, является цепной, хотя имеются сообщения о ее молекулярном механизме. Суммарное уравнение реакции таково [c.15]

Когда по вышеуказанной схеме постулируют образование промежуточных веществ, как, например, хлористого нитрила NOg l, то кинетическая схема обрабатывается но методу стационарных состояний. Там, где только возможно, существенно проверить, что концентрация промежуточного вещества достигает стационарного уровня, который мал по сравнению с концентрацией реагирующих веществ, и что этот уровень достигается в отрезок времени, меньший по сравнению с временем полупревращения в главной реакции. Бенсон [43] изучил этот вопрос для различных комбинаций констант скоростей стадий реакции в схемах, подобных вышеприведенным, и для цепных реакций. Предположение о достижении стационарного состояния может быть проверено на основании схемы с участием хлористого нитрила, так как константы скорости и %2 могут быть вычислены для температур приблизительно от 200 до 400°, когда наблюдается каталитическое разложение. Оказывается [4П, что в случае типичных реакционных смесей максимальная концентрация хлористого нитрила составляет примерно 0,001 от концентраций реагирующих веществ она достигается в течение доли секунды по сравнению с временем полупревращения, составляющим многие секунды. [c.100]

Как мы видели выше (стр. 33 и 40), начальное ускорение является отличительной особенностью реакций, идущих с образованием промежуточного вещества. К числу этих реакций относятся как реакции с последовательными стадиями, так и сопряженные реакции, поскольку в ходе этих реакций образуется то или иное промежуточное вещество. Однако в случае тех и других реакций начальное ускорение обычно ограничивается ничтожно малым промежутком времени вблизи = О и поэтому практически не наблюдается (или наблюдается лишь в исключительных случаях). В самоиндуктивных или автокаталитических реакциях, к числу которых относятся реакции, катализируемые конечными продуктами, максимум скорости наблюдается уже при значительной доле превращения исходных веществ, вследствие чего эффект самоиндукгщи или самоускорепия реак- [c.42]

У этого метода много преимуществ. В растворе не присутствует никаких растворенных частиц, кроме ионов НгО , которые, очевидно, будут реагировать с образованием иона гидроксония, гидроксильного радикала и возбужденных молекул воды, которые могут дезактивироваться. Более того, так как ионизирующая радиация поглощается не селективно, введение в раствор соединений для изучения их реакций с электронами никак не будет влиять на первичный акт. Так как механизм поглощения энергии излучения не зависит от прозрачности среды или ее агрегатного состояния, метод можно применять к окрашенным кристаллическим или аморфным твердым веществам, так же как и к жидкостям. В этом случае может быть легко использована методика изоляции променчуточных веществ матрице11 (допускающая их дальнейшее изучение методами оптической или магнитной спектроскопии). Наибольшее достоинство этого метода, вероятно, заключается в возможности использования импульсов с ВЫСОКО дозой радиации и очень малой продолжительностью, например до 10 сек. Поэтому импульсный радиолиз, нолностью аналогичный импульсному фотолизу с еще меньшим временем подъема и падения импульса, может применяться для измерения абсолютных констант скорости реакций промежуточных веществ, поглощающих свет. Недостатком этого метода является то, что наряду с электронами всегда образуется примерно равное количество гидроксильных радикалов, которые быстро взаимодействуют с электронами. Кроме того, в системе образуются возбужденные молекулы воды, которые могут диссоциировать или не диссоциировать на атомы водорода и гидроксильные радикалы. Практически этот недостаток может быть в значительной степени уменьшен введением в раствор веществ, связывающих гидроксильные радикалы. [c.462]

В общем случае, если среди совокупности стадий сложного химического процесса нельзя выделить одну лимитирующую, (т. е. когда скорости всех стадий соизмеримы), то для вывода кинетического уравнения необходимо воспользоваться так называемым методом стационарных концентраций. Сущность этого метода можно показать на том же примере реакции N0 с С1а, если предположить, что равновесие не достигается не только во второй стадии, но и в первой. В стационарном состоянии концентрация промежуточного вещества no ij не изменяется во времени. Это означает, что скорость образования этого вещества (в результате протекания первой стадии в прямом направлении и второй стадии в обратном направлении) равна скорости разрушения этого вещества (в результате протекания первой стадии в обратном направлении и второй стадии — в прямом направлении), т. е. [c.42]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология