2014-05-17
5189
Различают необратимые реакции нулевого, первого, второго и третьего порядков:
1) нулевого порядка: 
, т.е. скорость химической реакции не зависит от концентрации реагирующих веществ;
2) первого порядка n = 1: А ® Продукты 
;
3) второго порядка n = 2: А + В ® Продукты 
,
2А ® Продукты (с = с А) 
;
4) третьего порядка n = 3: А + В + D ® Продукты 
,
2А + B ® Продукты (с = с А) 
,
3A ® Продукты (с = с А) 
Эти формулы справедливы для необратимых или односторонних реакций, проходящих до полного исчезновения исходных веществ.
Если молекулярность определяет фактическое число частиц, участвующих в элементарном акте химического взаимодействия, то порядок реакции – формальное понятие, находимое из кинетических уравнений химических реакций. Молекулярность и порядок реакции совпадают только для простых реакций, протекающих в одну элементарную стадию без участия посторонних молекул. Молекулярность и порядок не совпадают в трех случаях: для сложных реакций, для гетерогенных реакций и реакций с избытком одного из реагирующих веществ.
Формальная кинетика дает возможность находить константы скорости и изменение концентрации реагирующих веществ.
Для скорости реакции 0-го порядка: 
, 
. Интегрируя, получим: 
, где В – постоянная интегрирования. При t = 0 и с = 0 В = с0, тогда 
, где с 0 – концентрация исходного вещества.
Время t1/2, в течение которого первоначальная концентрация исходного вещества снижается наполовину (с = с 0/2), называют временем (периодом) полупревращения.
Для реакции нулевого порядка 
, 
.
Для реакции первого порядка: 
. Разделив переменные 
, проинтегрируем: 
, получим: 
, 
, 
Для с = 0,5 с 0 имеем: 
или 
Так как в кинетическое уравнение реакции 1-го порядка входит отношение исходной с0 и текущей с концентраций, можно пользоваться не абсолютными концентрациями, а относительными величинами (процентным содержанием прореагировавшего вещества и др.).
Для простой (элементарной) реакции 2-го порядка в случае реагирования одинаковых частиц и с 1 = с 2 = с кинетическое уравнение: 
. Разделив переменные: 
и проинтегрировав: 
, получим:
, 
.
Время полупревращения: 
; константа 
.
Если в элементарном акте реакции 2-го порядка реагируют два различных вещества и с0,1 ¹ с0,2, то 
.
Для элементарной реакции 3-го порядка в случае одинаковых реагирующих веществ и с 1 = с 2 = с 3 = с кинетическое уравнение:
; 
; 
; 
Время полупревращения: 
; константа 
.
Полученные кинетические уравнения устанавливают связь между параметрами течения химической реакции (k, c0, c, t), когда порядок реакции известен. В противном случае его нужно определить.
