معدل القانون سؤال سريع؟ + مثال

حسنا ، معدل ، # r_2 (t) = -1/2 (دلتا E) / (دلتات) # (سلبي للمفاعلات!) لن يتغير ، طالما لم يتغير قياس التفاعل الكيميائي للتفاعل.

وبما أنه لا يتغير ، فإن هذا لا يتغير إذا كان رد الفعل 2 خطوة غير سريعة. قد تكون قادرة على الكتابة # # r_1 من ناحية # # r_2، إذا كنت تعرف هذه الأرقام عددي ا ، ولكن إذا كنت لا تعرفها ، فيجب أن تلاحظ ذلك # (دلتا D) / (Deltat) # ليس بالضرورة هو نفسه بين ردود الفعل #1# و #2#.

قانون معدل ، ومع ذلك ، هل يتغيرون.

(كطرف جانبي ، ربما ليس أفضل مثال إذا كنت ترغب في العثور على قانون معدل!)

الحصول على القانون المعدل إذا كانت الخطوة الثانية سريعة

حسن ا ، إذا كانت الخطوة الأولى هي الخطوة البطيئة الوحيدة ، فيجب أن تؤدي إلى قانون معدل يعتمد على معظمهم تلك الخطوة الأولى ، التعامل معها كرد فعل أساسي:

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

بالنسبة لهذه العملية ، يبدو أن رد الفعل الكلي هو:

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

مع معدلات:

#r (t) = -1/1 (Delta A) / (Deltat) = -1/2 (Delta E) / (Deltat) = 1/2 (Delta C) / (Deltat) = 1/1 (دلتا F) / (دلتات) #

لكن #ب# هو عامل مساعد ، وليس مادة متفاعلة … لذلك يتعين علينا القضاء عليه لاحق ا #ب# في قانون معدل لدينا خطف مؤقتا.

للقيام بذلك ، كنا قد استخدمنا شيئا يسمى تقريب الحالة المستقرة (SSA) في الخطوة 1 ، مقترنة بـ توازن سريع التقريب (FEA) في الخطوة 2.

• ينص SSA على أن الخطوة التي تشكل الوسيط تكون بطيئة للغاية بحيث تستهلكها الخطوة التالية (إذا كانت سريعة) على الفور ، وتغيرها في التركيز يساوي فعلي ا الصفر.
• ينص FEA على أن التوازن يتم تأسيسه على الفور تقريب ا ، بحيث يكون ثابت التوازن #ك# يمكن أن تكون مكتوبة.

إذا كان الثاني خطوة ليست سريعة ، ثم لم نتمكن من جعل SSA. في هذه الحالة ، سيكون قانون المعدل الحقيقي فوضى مختلطة ، مع وجود أوامر كسرية محتملة #ا# و # E #، ومعدل ثابت غير واضح لوحظ.

السبب في أننا قد كتب #r (t) = k A B ^ 3 # مع خطوة سريعة 2 هو لانها كان سريع نحن نفترض أن الخطوة 2 سريعة جد ا عمليا لا الوزن على قانون معدل ، أي أن الأمر فيما يتعلق رد الفعل # E # هو بفعالية صفر.

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

# "" "" "" "" "" "" نهاية الإجابة الرئيسية "#

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

معالجة الخطوة الأولى باستخدام SSA

يسمح لنا SSA بالكتابة:

# (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)) #

بالتفصيل مساهمة كل خطوة رد فعل والاتجاه إلى التغيير الشامل في تركيز #د# متأخر، بعد فوات الوقت. يشير السالب المنخفض إلى رد الفعل العكسي لتلك الخطوة.

معالجة الخطوة الثانية باستخدام FEA

يسمح لنا FEA بالكتابة:

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

ثابت التوازن سوف يعطى بواسطة # K_2 = (F B ^ 3) / (E ^ 2 D) #، لذلك في حالة توازن ، # r_2 = r _ (- 2) #و:

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

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

العثور على قانون المعدل العام؟

إعادة ترتيب #(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) #

ومع ذلك، #ب# هو محفز. لذلك ، كنا بحاجة إلى إيجاد تعبير لـ #ب#، أو تعرف بالفعل تركيزها النهائي.

(وستتم هذه العملية حتى يتم التعبير عن كل وسيط أو محفز كمواد تفاعلية. من المفترض أنك تعرف ما هي تركيزات منتجاتك ومحفزاتك في التجربة.)