Подготовьтесь к сдаче ЕГЭ интересно и эффективно!
Параллельные химические реакции: их свойства, кинетика, характеристика
191

Параллельные химические реакции: их свойства, кинетика, характеристика

Содержание:





Параллельные реакции – две и более реакции, в которых одинаковые исходные вещества. Существует несколько типов данных реакций:

  1. взаимодействия, протекающие по нескольким каналам одного превращения;
  2. взаимодействия, при которых из одного исходного вещества образуется несколько продуктов реакции;
  3. взаимодействия, протекающие параллельно из различных исходных веществ.

На практике одновременно может идти несколько параллельных химических реакций.

Реакции, протекающие по нескольким каналам

Данный тип реакции изображают в виде схемы.

Реакции, протекающие по нескольким каналам

Каждое событие протекает независимо от других, поэтому уравнение выглядит следующим образом:

-dCA/dt=(k1+k2+k3)CA,

если t=0, СА(0)=а и Сх(0)=0, то

СА=а*ехр{-(k1+k2+k3)*t}

Cx=a*[1-exp{-(k1+k2+k3)*t}]

Превращение проходит в основном по каналу с большей константой скорости.



Реакции, протекающие с образованием нескольких продуктов

В данной реакции условий материального баланса СА+СХ=const нет, но соблюдаются следующие условия:

C_A + \displaystyle\sum_ { i = 1} ^ 3 C_ { x_ i} = const.

Если предположить, что t=0, СА(0)=а и Сх(0)=0, то

СА=а*ехр{-(k1+k2+k3)*t}

Для каждого из веществ Хi в любой момент времени составляет 



Реакции, протекающие из различных исходных веществ с образованием различных продуктов

Схематично реакции можно изобразить следующим образом:

формула

Для кинетического описания данных взаимодействий необходимо решить систему двух линейно независимых уравнений:

-dCA/dt=k1*CA+k2*CA*CB

-dCB/dt=k2*CA*CB

Также в рамках этого уравнения существует два уравнения, не являющихся линейно независимыми.

dCx1/dt=k1*CA

dCx2/dt=k2*CA*CB

Дифференциальные уравнения для СА и СВ интегрируются в квадратурах, поэтому образуются большие цифры. Но если СВ(0)>>CA(0), то СВ(t)=const, т.е. СВ(t)= СВ(0)=b. Тогда кинетика реакций типа «В» будет описываться теми же уравнениями, что и для реакций типа «В» с эффективной константой скорости для второго канала k2эф=k2*b, т. е.

Сх1=(k1/(k1+k2*b))*a*[1-exp {-(k1+k2b)*t }]

Сх1=((k2*b)/(k1+k2*b))*a*[1-exp {-(k1+k2b)*t }]

Общая скорость параллельных реакций определяется скоростью самой быстрой из них. Примерами параллельной реакции служат взаимодействие толуола с азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты, разложение бертолетовой соли и гидроксоламина и т. д. 

Поделитесь в социальных сетях:
27 февраля 2022, 18:18


Как вы считаете, материал был полезен?

Для оценки комментариев необходимо «войти на сайт».