| Главная » Файлы » Химия » Физическая Химия |
Кинетическое исследование разложения
| 05.11.2013, 02:24 | |
| Кинетическое исследование разложения диметилсульфоксида (CH3SOCH3) путем измерения скорости образования метана показало, что эта реакция имеет первый порядок, опытная энергия активации равна 11,5 кДж · моль-1 . Для объяснения экспериментальных данных был предложен следующий цепной механизм реакции k1 CH3SOCH3→·CH3+ SOCH3 (1) k2 ·CH3+CH3SOCH3→CH4 + ·CH2SOCH3 (2) k3 ·CH2SOCH3→CH2SO+·CH3 (3) k4 ·CH3+·CH2SOCH3→ продукты (4) Энергия активации элементарных стадий соответственно равны Е1 = 16 кДж · моль-1 , Е2 = 2,4 кДж · моль-1 , Е3 = 4,8 кДж · моль-1 , Е4 ≈ 0. Применив принцип квазистационарных концентраций к радикалам ·CH3 и ·CH2SOCH3 и полагая, что скорость обрыва цепи (4) существенно меньше скорости ее продолжения (2), покажите, что схема согласуется с экспериментальными кинетическими результатами. обозначим скорости элементарных стадий через υ1, υ2, υ3, υ4. в этом случае скорость образования метана запишется так υ2=k2[·CH3][CH3SOCH3]. (1) Применение принципа квазистационарных концентраций к ·CH3 и ·CH2SOCH3 позволяет написать d[·CH3] (2) ——— = υ1 - υ2 + υ3 - υ4 = 0 dt (3) d[·CH2SOCH3] —————— = υ2 - υ3 - υ4 = 0 dt путем сложения (2) и (3) находим, что υ1 = 2υ4, т.е. k1 [CH3SOCH3] [·CH2SOCH3] = ——————— (4) 2к4[·CH3] Согласно уравнению (3) с учетом условий задачи, υ2=υ3+υ4≈υ3 (5) на основании предложенного механизма процесса, учитывая (4) , получим k1 [CH3SOCH3] k2 [·CH3] [CH3SOCH3] =k3 ——————— или 2k4 [·CH3] k1k3 [CH3SOCH3] k2 [·CH3]2 [CH3SOCH3] = ——————————— 2 k4 Откуда извлекаем [·CH3] k1k3 [·CH3] = (————)½ (6) 2k2 k4 Подстановка выражения (6) в формулу (1) позволяет получить искомое уравнение для скорости образования метана k1k2 k3 υ= υ2 = (————)½[CH3SOCH3] (7) 2 k4 Которое имеет первый порядок по исходному веществу, что соответствует опытным данным. Выразим теперь опытную константу скорости через ki Ea k1k2 k3 kоп = Аexp[- ——] = (———)½ (8) RT 2 k4 Учитывая, что каждую константу скорости элементарной стадии можно выразить аналогичным образом Ea ki = Аi,exp[- ——](9) RT Путем несложных операций с выражениями (8) и (9) получаем (используется стандартный прием: последовательное логарифмирование и дифференцирование по температуре указанных уравнений) Еа = ½ (Е1 + Е2 + Е3 – Е4) = ½(16+ 4,8 + 2,4)= 11,6 кДж · моль-1 (10) Рассчитанное значение энергии активации изучаемого процесса хорошо совпадает с указанной в условии опытной величиной | |
| Просмотров: 397 | Загрузок: 0 | | |
| Всего комментариев: 0 | |
Категории раздела
| Нестандартные задачи по химии [57] |
| Задачи и примеры по химии [341] |
| Растворы,смеси, сплавы [137] |
| Формулы ,Таблицы, Правила [32] |
| Тесты [114] |
| Аналитическая химия [15] |
| Физическая Химия [113] |
| Расчетные задачи и примеры [165] |
| Задачи-головоломки [107] |
| Химические уравнения [118] |
| Лабораторные работы [10] |
| Коллоидная химия [17] |
| Электрохимия [31] |
Друзья сайта
Статистика