Слишком сложно? Тогда запросите консультацию специалиста!
Наша компания занимается тем, что помогает студентам выполнять различные учебные работы на заказ. Вы можете ознакомиться с перечнем выполняемых работ, а так же с их стоимостью на странице с ценами.
1. Рассмотрим двустороннюю (обратимую) реакцию
,
протекающую в закрытой системе при постоянном объеме, когда обе стадии, прямая и обратная, являются реакциями первого порядка. Если скорости прямой и обратной реакций в изучаемом диапазоне условий соизмеримы, то, согласно закону действующих масс, выражение для суммарной скорости записывается в виде разности скоростей прямой и обратной реакций.
(4.69)
откуда
. (4.70)
Пусть начальные концентрации веществ А и В равны соответственно 
и 
, а количество прореагировавшего вещества А в единице объема, то есть уменьшение концентрации вещества А к моменту времени t равно х. Из условия материального баланса можно записать 
и 
. После введения этих обозначений, уравнение (4.70) можно записать в следующем виде:
(4.71)
Преобразуя уравнение (4.71), получим:
. (4.72)
В момент равновесия ( 
) скорость двусторонней реакции будет равна нулю, то есть 
и 
, где 
- количество вещества А в единице объема, прореагировавшего к моменту установления равновесия. Тогда 
, откуда
, (4.73)
где Kс –константа равновесия реакции. Решив уравнение (4.73) относительно 
получим соотношение:
. (4.74)
Подставив (4.74) в (4.72) получим:
(4.75)
Разделяя переменные и интегрируя от 
до 
и от 
до 
получим:
и (4.76)
(4.77)
Уравнение (4.77) аналогично уравнению (4.24) для односторонней реакции первого порядка, с той лишь разницей, что вместо и 
, в нем фигурируют соответственно и , а в качестве кинетического параметра – сумма констант скоростей 
Количество вещества, вступившего в реакцию к моменту времени t можно рассчитать, по соотношению:
. (4.78)
Изменение концентрации реагентов и продуктов реакции во времени можно изобразить на графике (рис 6).
Рис. 6 Зависимость концентрации реагентов от времени
Для обратимой реакции первого порядка.1 – продукт реакции, 2 –исходное вещество.
Выражение (4.78)можно также представить в виде уравнения прямой линии:
(4.78)
Таким образом, для обратимой реакции первого порядка должна соблюдаться линейная зависимость функции 
от времени. Из значения тангенса угла наклона прямой можно вычислить сумму констант скоростей прямой и обратной реакций – 
.
Для расчета значений каждой из констант, необходимо рассчитать константу равновесия реакции 
из термодинамических (можно справочных) данных или по формуле (4.73):
Зная значения и 
, нетрудно рассчитать каждую из констант отдельно:
. (4.79)
2. Типичным примером обратимой химической реакции, в которой обе реакции протекают как реакции второго порядка, является реакция омыления сложного эфира
Схема такой реакции
Решение задачи рассмотрим для случая, когда продукты реакции до начала реакции в реакционной смеси отсутствуют: СА0= СВ0=а.
Уравнение скорости химической реакции можно записать в виде:
. (4.80)
При достижении состояния равновесия выполняется условие:
. (4.81)
С учетом уравнения (4.81) уравнение (4.80) для скорости химической реакции запишется как:
. (4.82)
Полином допускает наличие двух корней квадратного уравнения х1= х∞ и х2= 
, его записывают через произведение вида: m(х-х1) (х-х2). Уравнение скорости химической реакции запишется как:
. (4.83)
Интегральная форма этого уравнения имеет вид
. (4.84)
Константы скоростей k1 и k2можно определить из опытного значения кажущейся константы скорости:
и 
. (4.85)
Конечно, для полного рассмотрения вопроса 'Кинетика двусторонних (обратимых) химических реакций', приведенной информации не достаточно, однако чтобы понять основы, её должно хватить. Если вы изучаете эту тему, с целью выполнения задания заданного преподавателем, вы можете обратится за консультацией в нашу компанию. В нашей команде работает большой состав специалистов, которые разбираются в изучаемом вами вопросе на экспертном уровне.
