химический каталог




Курс физической химии. Том II

Автор Я.И.Герасимов

J 7, \2 ^2 П2Т2 ' 7Z I „ у? (1» 185)'

pdl R42 Ка + «о.в)" Я2*4 К А + «о, в)2

где по, А и По, в — число молей веществ А и В, поступающих в начало реакционной зоны в. единицу времени.

После интегрирования будем иметь

k - k2 = К А + п0 в)2 ват/ Г ,п ОТг(.т1 ~*| (Г, 186)1

1 ^ ' и-й/ (mi — m2) nti (m2 — x) v '

где

? _ 4 A - "О, В * ]/(N0, A ~ "0, в)2 ~ 4n0, AnG, В П

mi'2 2n0(A(l-/C0

K' = ^2/^1 — константа равновесия *.

* Следовало бы подставлять в качестве константы равновесия не отношение k2jk\, а обратную ему величину k\ik2, тогда константа равновесия окажется написанной так, как это принято в настоящее время, т. е. с концентра-, Цйнми конечных продуктов в числителе дроби. Однако в этом случае выражение (I, 186) оказалось бы излишне сложным. Поэтому здесь подставлена величина, обратная обычной константе равновесия, К' — = 1//(.

§ 19. Последовательная реакция

Легко решается задача расчета констант скоростей гомогенной последовательной необратимой реакции, проводимой в потоке. Рассмотрим последовательную необратимую реакцию типа А—>vtB—

—*-*• л^С (где ky и кг — константы скоростей соответствующих реакций). Допустим, что в начальный момент имеется только вещество А. На некотором расстоянии / от начала реакционной зоны число молей вещества А будет По, д(1 —х) (где ПО,А — число молей этого вещества, поступающих в единицу времени в начало реакционной зоны). При этом, как видно из химического уравнения, должно образовываться vitiox моль вещества В, из которых щу моль превращается в вещество С. Таким образом, число молей вещества В, проходящих в единицу времени через то же сечение, будет tio(viX — у). При этом образуется согласно химическому уравнению Wvi щу моль вещества С. Суммируя эти величины, получим

? « = Ч, А[ ! + (v, - I) * + - I) У] (I. 187)

Пользуясь выражением (1,168), определим

,А=Т а_=4±— (U88)

[l+ (v,-!)*+(-?*--l)*]«r

<в = 7 (Vl*~yAP г-Г— (М89)

[l+(v, -l)JC + (^2.-l)J/J«r

Пользуясь выражением (1,165) для двух последовательных реакций и считая, что вторая реакция также первого порядка, определяя ее скорость по количеству образующегося вещества С, получим

Ч A-T^T^^i 7 77, Г1 (1.190)

^ j!L-b*L. (v,*-y)P

' M' 2vz [ 1 + (Vl -1) * + (-^- -1) ^] лг

Разделив выражение (1,191) на выражение (1,190), получим

%-К*&. (U92,

Г

па MV

ktv2

Решение неоднородного линейного дифференциального уравнения

!/+f(x)y = g(x) (I,193)

дает

Vix-y = [(1 - *)* - (1 - х)] (I, 194)

Решение уравнения (I, 193) имеет вид

y*=e-F{x)^B+ J g(x)eF(x)dx^j (1,195)

где

F (х) = J I (х) dx

о :

Для уравнения (I, 192)

И

Следовательно

>W-/-??--*IRI(I-*)

О/

и

После преобразования последнего равенства получим

eFW=(l - Х)-К (I( 197>

Определим значение интеграла в уравнении (I, 195):

XX X

J g (*) / <*> dx = К j (1 - ж)-* dx = Kv, \ х (1 - *)-<*+ ]) d*

0 0 о

Последний интеграл легко берется по частям. Произведя интегрирование, получим:

/Cv, f х (I - x)-W+1) dx = ViX к +~?1-{\-х)[-К--Л~- (1,198)

1 J (1 - x)K l —К l —К

о y

Подставляя выражения (I, 197) и (I, 198) в уравнение (I," 195), найдем:

у==(1-х)к1в + ^~г+ V.0-*)1-* VL_I (I,I99>

I (1-х)* 1 -К 1 -К j

Исходя из начальных условий (у = 0 при х — 0) имеем

?=0 (1,200)

Непосредственно нз уравнения (I, 199) следует: ?

В точке максимума

d fax — у) _ Q dx

Взяв производную от (1,194) и приравняв ее нулю, найдем

{l-xm)K-}=~ (1,201)

?;сде хт — количество прореагировавшего вещества А, соответствующее максимальному выходу вещества В.

Подставив у из выражения (1,194) в уравнение (1,190), разделив переменные и проинтегрировав, получим

fei = "ОА PVi^-K) {~v* 0 ~~ К) 1п П ~х) ~[vi ~ 1 + К 0 ~ Vi)] х +

+ (1)202)

Это уравнение позволяет вычислить константу скорости первой реакции. Значение константы скорости второй реакции k% находят из ^выражения К ?= hvjkivz.

ГЛАВА II

ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПАДА И ОБРАЗОВАНИЯ МОЛЕКУЛ

§ 1. Элементарные химические процессы

г

Всякая химическая реакция слагается из ряда промежуточных: процессов, в которых участвуют как молекулы исходных веществ, так и отдельные атомы, радикалы, ионы, возбужденные атомы или* молекулы, возникающие при инициировании реакции и в ее ходе. Такие промежуточные процессы, протекающие в одну стадию, носят название элементарных химических процессов. Детальный механизм химических реакций, т. е. все стадии, из которых они слагаются, в большинстве случаев неизвестен, так как очень трудно^ экспериментально обнаружить промежуточные, обычно малоустойчивые (с высокой реакционной способностью) продукты реакции.

Лишь в редких случаях молекулы исходного вещества реагируют непосредственно. Примером такой непосредственной реакции может служить реакция распада йодистого водорода. При столкновении двух молекул йодистого водорода, обладающих достаточной энергией и соответственно взаимно ориентированных, происходит разрыв связей Н—I и возникновение новых связей между атомами водорода и иода с образованием молекулярного водорода и иода. Примером реакций, для которых известны все элементарные процессы, т. е. все промежуточные химические реакции, могут служить реакции между парами щелочных металлов и галогенов, (так называемые реакции в разреженном пламени, см. гл. IV, § 8).

При изучении кинетики многих реакций будем, насколько это* возможно, рассматривать элементарные химические процессы. В этой главе познакомимся только с некоторыми элементарными процессами, связанными с распадом и образованием молекул*, имеющими значение для многих химических реакций.

§ 2. Диссоциация молекул под действием света ( фотодиссоциация )

Наиболее простым элементарным химическим процессом является диссоциация молекул под действием света. Этот процесс

поглощения. Это объясняется тем, что молекула распадается на составные части, поэтому поглощение света уже не подчиняете^ законам квантовой механики (кинетическая энергия частиц —продуктов диссоциации — не квантуется). Граница континуума (непрерывной части) в линейчато-полосатом спектре поглощения соответствует той минимальной энергии световых квантов hvh, которой достаточно для того, чтобы вызвать диссоциацию.

Определив частоту, соответствующую месту слияния полос, можно вычислить энергию диссоциации. Для молекул с ковалент-ной связью месту слияния кантов и появлению сплошной области

/ — нормальное состояние; 2 — возбужденное состояние.

поглощения соответствует энергия большая, чем энергия диссоциации. Такое несоответствие между спектроскопическими и термохимическими данными объясняется тем, что, например, двухатомная молекула распадается под действием света на один нормальный и один возбужденный атом. В том, что это действительно так, можно убедиться, рассмотрев потенциальные кривые нормального и возбужденного состояния. Из рис. II, 1 видно, что энергия ?>хим, необходимая для расщепления молекулы на два невозбужденных атома, меньше, чем энер

страница 13
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173

Скачать книгу "Курс физической химии. Том II" (5.2Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
ремонт фанкойла перечень работ
белимо blf230 n2
купить билеты в тятр на спектакль и снова с наступающим
наколенники купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(12.12.2017)