อัตราคำถามด่วนกฎหมาย? + ตัวอย่าง

ดีอัตรา # r_2 (t) = -1/2 (เดลต้า E) / (Deltat) # (ลบสำหรับสารตั้งต้น!) จะไม่เปลี่ยนแปลงตราบใดที่ปริมาณสารสัมพันธ์ของปฏิกิริยาไม่เปลี่ยนแปลง

และเนื่องจากมันไม่เป็นเช่นนั้นจะไม่เปลี่ยนแปลงหากปฏิกิริยาที่ 2 เป็นขั้นตอนที่ไม่เร็ว คุณอาจจะสามารถเขียน # r_1 # ในแง่ของ # r_2 #หากคุณรู้จักตัวเลขเหล่านั้น แต่หากคุณไม่เข้าใจคุณควรทราบสิ่งนั้น # (Delta D) / (Deltat) # ไม่จำเป็นต้องเหมือนกันระหว่างปฏิกิริยา #1# และ #2#.

กฎหมายอัตราอย่างไรก็ตาม ทำ เปลี่ยนแปลง

(ในฐานะ sidenote อาจไม่ใช่ตัวอย่างที่ดีที่สุดถ้าคุณต้องการค้นหากฎหมายอัตรา!)

รับกฎหมายอัตราถ้าขั้นตอนที่สองเร็วขึ้น

ถ้าขั้นตอนแรกเป็นขั้นตอนเดียวที่ช้ามันควรจะเพิ่มขึ้นเป็น กฎหมายอัตรา ขึ้นอยู่กับ ส่วนใหญ่เป็นขั้นตอนแรก โดยถือว่าเป็นปฏิกิริยาเบื้องต้น

#r (t) = k A B ^ 3 #

สำหรับกระบวนการนี้เห็นได้ชัดว่าปฏิกิริยาโดยรวม:

# "A" + 2 "E" -> 2 "C" + "F" #

ด้วยอัตรา:

#r (t) = -1/1 (เดลต้า A) / (Deltat) = -1/2 (เดลต้า E) / (Deltat) = 1/2 (เดลต้า C) / (Deltat) = 1/1 (เดลต้า F) / (Deltat) #

แต่ # B # เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาไม่ใช่ตัวเร่งปฏิกิริยา … ดังนั้นเราจะต้องกำจัดต่อไป # B # ในกฎหมายอัตราเราได้จดลงชั่วคราว

ในการทำเช่นนี้เราจะใช้สิ่งที่เรียกว่า การประมาณสภาวะคงตัว (SSA) ในขั้นตอนที่ 1 จับคู่กับ การประมาณความสมดุลอย่างรวดเร็ว (FEA) ในขั้นตอนที่ 2

• SSA ระบุว่าขั้นตอนการสร้างสื่อกลางนั้นช้ามากจนขั้นตอนหลังจากนั้น (ถ้ามันเร็ว) จะใช้งานได้ทันทีและการเปลี่ยนแปลงของความเข้มข้นจะมีค่าเป็นศูนย์อย่างมีประสิทธิภาพ
• FEA ระบุว่าดุลถูกจัดตั้งขึ้นเกือบจะทันทีเพื่อให้ค่าคงที่สมดุล # K # สามารถเขียนได้

หากครั้งที่สอง ขั้นตอน ไม่เร็วแล้วเราไม่สามารถสร้าง SSA ได้ ในกรณีดังกล่าวกฎหมายอัตราที่แท้จริงจะยุ่งเหยิงสับสนโดยอาจมีคำสั่งบางส่วน # A # และ # E #และค่าคงที่อัตราการสังเกตที่ไม่ชัดเจน

เหตุผลที่เราเขียนได้ #r (t) = k A B ^ 3 # ด้วยขั้นตอนที่รวดเร็ว 2 คือ เพราะมัน รวดเร็ว เราคิดว่าขั้นตอนที่ 2 นั้นเร็วมาก ในทางปฏิบัติไม่มีน้ำหนัก ตามกฎหมายอัตราดังกล่าวคือลำดับที่เกี่ยวข้องกับสารตั้งต้น # E # คือ มีประสิทธิภาพเป็นศูนย์.

#'-------------------------------------------------------------------'#

# "" "" "" "" "" "" สิ้นสุดคำตอบหลัก "#

#'-------------------------------------------------------------------'#

การรักษาขั้นตอนแรกโดยใช้ SSA

SSA ช่วยให้เราเขียน:

# (d D) / (dt) = k_1 A B ^ 3 - k _ (- 1) C ^ 2 D - k_2 E ^ 2 D + k _ (- 2) F B ^ 3 ~~ 0 # # "" bb ((1)) #

รายละเอียดการมีส่วนร่วมของแต่ละขั้นตอนปฏิกิริยาและทิศทางของการเปลี่ยนแปลงโดยรวมในความเข้มข้นของ # D # ล่วงเวลา. ตัวห้อยเชิงลบแสดงปฏิกิริยาย้อนกลับสำหรับขั้นตอนนั้น

การรักษาขั้นตอนที่สองโดยใช้ FEA

FEA ช่วยให้เราเขียน:

# (r_2) / (r _ (- 2)) = (k_ (2) E ^ 2 D) / (k _ (- 2) F B ^ 3) = 1 # # "" bb ((2)) #

ค่าคงที่สมดุลจะได้รับจาก # K_2 = (F B ^ 3) / (E ^ 2 D) #ดังนั้นที่สมดุล # r_2 = r _ (- 2) #และ:

# 1 = k_2 / (k _ (- 2)) cdot 1 / K_2 #

# => K_2 = k_2 / (k _ (- 2)) # # "" bb ((3)) #

กำลังค้นหากฎหมายอัตราโดยรวมหรือไม่

การจัดเรียง #(1)#:

# k_1 A B ^ 3 + k _ (- 2) F B ^ 3 = k_2 E ^ 2 D + k _ (- 1) C ^ 2 D #

# D = (k_1 A B ^ 3 + k _ (- 2) F B ^ 3) / (k_2 E ^ 2 + k _ (- 1) C ^ 2) #

อย่างไรก็ตาม # B # เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ดังนั้นเราจะต้องค้นหานิพจน์ # B #หรือทราบถึงความเข้มข้นสุดท้ายแล้ว

(และกระบวนการนี้จะทำจนกระทั่งทุกตัวกลางหรือตัวเร่งปฏิกิริยาแสดงเป็นสารตั้งต้นมันขึ้นอยู่กับสถานการณ์ว่าคุณรู้ว่าความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์และตัวเร่งปฏิกิริยาอยู่ในการทดลอง)