|
Теоретическая часть.
1. Реакции первого порядка A → B, начальная концентрация [A0]
d[A]/dt = -k[A]; d[B]/dt = k[B]; материальный баланс [A]+[B] = [A0] в любой момент.
A(t)=A0e-kt (здесь и далее концентрации без скобок, за исключением особых случаев). Где k – константа скорости реакции. (k=e-Ea/RT)
B(t)=A0(1 – e-kt)
Период полураспада вещества
t1/2 = ln2/k – НЕ зависит от начальной концентрации А
2. Реакции второго порядка 2A→ P
dA/dt = -kA2
1/A – 1/A0 = kt
или
A=A0/(1+A0kt) (те, кому интересно могут самостоятельно посмотреть уравнения типа A+B→ P в учебниках или интернете)
t1/2 = 1/kA0 – зависит от начальной концентрации A
3. Квазистационарное приближение.
A→ B (k1)
P→ A (k-1)
B→ C (k2)
Причем B – частица, которая с некоторого момента начинает расходоваться быстрее, чем образуется (очень реакционноспособная), и её концентрация практически не изменяется со временем. dB/dt = 0
Тогда dB/dt = k1A – (k2+k-1)B т.е. в начале реакции, пока вещества B достаточно мало, скорость прироста зависит от вещества A (которого много). Но изменения количества B после момента максимального накопления не происходит. На этом и основано приближение.
Из уравнения приближения можно выразить B через A, а значит и рассчитать dC/dt = k2B
Разобранные примеры – превращение пара-водорода в орто-водород; уравнение Михаэлиса (рекомендую дома самим вывести все наобходимое по схеме E+S ↔ ES → E + P (константы k1,k-1,k2 начальная концентрация фермента E0)); распад хлорида нитрила до диоксида азота и хлора.
4. Квазиравновесное приближение.
A↔B→C (k1,k-1,k2) но k2<<k-1 – равновесие между A и B быстро наступает и медленно разрушается.
Тогда можно рассматривать равновесие Ke = B/A. Вспомним что химическое равновесие означает равенство прямой и обратной реакции, т.е. по закону ДМ k1A = k-1B, т.е. константа равновесия – не что иное, как отношение констант скоростей прямой и обратной реакций.
Тогда dC/dt = k2B = k2KeA = (k2k1/k-1) A
Разобранные примеры – ренатурация ДНК через неустойчивую двойную спираль; образование иодоводорода.
P.S. если хотите побольше практики – сообщите об этом, и я сделаю подборку задач на химкинетику, которые вы можете решать в свободное время(или на каникулах, или когда захотите, можете и не решать).
С уважением, Александр Соболь
Дата добавления: 2015-11-04; просмотров: 23 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
Чтобы найти неизвестный делитель, нужно делимое разделить на частное. | | | Министерство образования и науки Российской Федерации |