Кинетика сложных реакций

1. Обратимые реакции-это реакции, протекающие одновременно в двух противоположных направлениях. В момент равновесия в реакционной смеси находятся сравнимые количества исходных веществ и продуктов.

Рассмотрим реакцию 1-го порядка

к1

А↔В

к2

СА0, СВ0, х

СА= СА0 -х

СВ= СВ0-х

dCA/dt= -k1CA+k2CB

dCB/dt= k1CA- k2CB

k1+k2=1/t*ln(L/L-x)

L=(k1CA0-k2CB0)/ (k1+k2)= (KCA0-CB0)/(K+1)

K=k1/k2= (СВ0+х)/(СА0 –х)

 

Кинетическое уравнение: ln(х равн/х равн-х)=(к1-к2)t

 

tgα= к1-к2

к1/k2=k равн.

2.Параллельные реакции-это реакции, в которых исходные вежества одновременно реагируют в двух или более направлениях.

k1 k1

1)А→В 2)А+С: →В

к2 к2

А →Д →Д

Запишем кинетическое уравнение для реакции 1-го порядка

 

dCa/dt=-k1Ca-k2Ca

k1+k2=(1/t)*ln(Ca0/Ca0-x)

k1/k2=x1/x2

x=xв+хд

Са= Ca0-x

Св=Св0+хв

Сд=Сд0+хд

ln(Ca0/Ca0-x)=(k1+k2)t

k1/k2=xв/xд

tgα= к1+к2

3) Последовательные реакции- это реакции,в которых образующийся продукт для одной стадии является исходным реагентом, а для другой –продуктом. Такими веществами могут быть: молекулы, которые вступают в дальнейшее взаимодействие: атомы и свободные радикалы, обладающие повышенной реактивной способностью.

Кинетические расчеты таких уравнений сложны.

к1-к2 и к1/k2 не определяются.

 

Рассмотрим реакцию 1-го порядка:

k1 k2

A→B→C

dCa/dt=-k1Ca

dCв/dt=k1Ca-k2Cв

dCc/dt= k2Cв

Ca=Ca0*e^(-k1t)

Cв=Ca0*(k1/k2-k1)* (e^(-k1t)- e^(-k2t))

Cc=Ca0*(1- (k2/k2-k1)* e^(-k1t)+ (k1/k2-k1)* e^(-k2t))