Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Физхимия / Л.р. 1 по теме - Кинетика химических реакций.doc
Скачиваний:
15
Добавлен:
09.04.2015
Размер:
89.09 Кб
Скачать

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Могилевский государственный университет продовольствия»

Кафедра химии Кинетика химических реакций. Последовательные реакции

Лабораторная работа

по дисциплине «Физическая и коллоидная химия»

специальность

специализация

______________________________________________________________________

Проверил

Выполнили

______________________________

студенты группы____________

______________________________

______________________________

«____» ____________2014 г

«____»____________ 2014 г.

Могилев 2014

1. Цель работы – познакомиться с основными закономерностями кинетики последовательных реакций.

2.Работа выполняется на ЭВМ по имеющейся программе.

3. Теоретическое введение.

В последовательных химических реакциях образующееся на первой стадии промежуточное вещество превращается затем в конечные продукты. В лабораторной работе рассматривается простейшая схема таких реакций, когда обе эти реакции необратимы и имеют первый порядок:

k1 k2

A → B → D. (1)

С0–xx–yy

Концентрация вещества A рассчитывается на ЭВМ по уравнению:

. (2)

Концентрация вещества B рассчитывается на ЭВМ по уравнению:

. (3)

Концентрация вещества D рассчитывается по разности

C(D) = С0 – С(A) – C(B). (4)

Время достижения максимальной концентрации промежуточного вещества b рассчитывается на эвм по уравнению:

. (5)

В основе рассмотрения кинетики сложных химических реакций лежит принцип независимости отдельных реакций. Принимается, что каждый элементарный процесс идет в соответствии со своим кинетическим уравнением, и его скорость зависит только от концентрации соответствующих реагирующих веществ. Присутствие других веществ и других реакций прямо не сказывается на скорости данной реакции, константа скорости также не изменяется.

Например, скорость первой реакции пропорциональна концентрации вещества А и не зависит от концентрации вещества В:

v1 = k1 CA. (6)

Концентрация вещества А с течением времени уменьшается, поэтому и скорость первой реакции dC(A)/dtтакже постепенно уменьшается.

Скорость второй реакции пропорциональна концентрации вещества В и не зависит от концентрации вещества D:

v2 = k2 CВ. (7)

Концентрация вещества В в начальный момент времени равна нулю, она также равна нулю после окончания этих реакций. Таким образом, концентрация промежуточного продукта B должна проходить через максимум.

В соответствии с уравнением (6) скорость образования вещества В должна постепенно уменьшаться; в то же время скорость его исчезновения по второй реакции должна, в соответствии с уравнением (7), постепенно возрастать. При равенстве этих скоростей получим dC(В)/dt = 0, т.е. скорость изменения концентрации вещества В делается равной нулю (в точке максимума концентрации В). Далее начинает преобладать вторая реакция, и скорость исчезновения В постепенно возрастает; затем, по мере расходования вещества В, скорость изменения концентрации вещества В уменьшается в соответствии с уравнением реакции (7).

Концентрация вещества D монотонно возрастает, при этом в начальном периоде, когда концентрация вещества B очень мала, наблюдается некоторый индукционный период; в соответствии с уравнением (7) скорость образования вещества D сначала возрастает, до достижения максимальной концентрации вещества В, а затем постепенно уменьшается.

4. Методика выполнения (ход работы).

В «Методических указаниях» [2] по двум последним цифрам номера зачетной книжки определяют исходные данные для расчетов на ЭВМ – начальную концентрацию исходного вещества С0, константы скорости последовательных реакций k1 и k2. Запускают на ЭВМ программу «kinetic2.exe» и выполняют работу в соответствии с указаниями, которые появляются на экране монитора.

5. Результаты работы.