Головна

Хімічні методи засновані на безпосередньому визначенні кількості речовини або його концентрації в реакційному посудині

  1.  F55 Зловживання речовинами, що не викликають залежності
  2.  I. Методи перехоплення.
  3.  II. Методи несанкціонованого доступу.
  4.  II. Методи патогенетичної і етіологічної (особистісно орієнтованої) психотерапії
  5.  III. Методи агрегатування і уніфікації.
  6.  III. Методи маніпуляції.
  7.  IV стадія - методи підвищення якості стали

Найчастіше для цих цілей використовують такі види кількісного аналізу, як тітріметрія і гравіметрія. Якщо реакція протікає повільно, то для контролю за витрачанням реагентів через певні проміжки часу з реакційного середовища здійснюють відбір проби. Потім визначають в них зміст потрібного речовини. Наприклад, титруванням лугом визначають кількість кислоти в системі по мірі протікання реакції

R1 - COOH + R2 - OH > R1 - COO - R2 + H2O

Якщо реакція протікає з великою швидкістю, то для відбору проби її зупиняють за допомогою різкого охолодження, швидкого видалення каталізатора, розведення або перекладу одного з реагентів в нереакціонное стан.

Хімічні методи аналізу відрізняє простота, доступність і хороша точність.

В сучасної експериментальної кінетики найчастіше використовують фізико-хімічні методи аналізу. Вони дозволяють контролювати зміна концентрації речовини безпосередньо в ході протікання реакції, не зупиняючи її і не роблячи відбору проби. Ці методи засновані на вимірі будь-якого фізичного властивості системи, мінливого в часі і залежить від кількісного вмісту в ній певного з'єднання; наприклад: тиску (якщо в реакції беруть участь гази), електропровідності, показника заломлення, спектра поглинання реагенту або продукту реакції в ультрафіолетовій, видимій або інфрачервоній областях. Широко використовуються спектри електронного парамагнітного резонансу (ЕПР) і ядерного магнітного резонансу (ЯМР).

Застосування спектральних методів засновано на тому, що поглинання електромагнітного випромінювання пропорційно кількості речовини або його концентрації в системі.

Зазвичай експериментально вивчають реакції в замкнутій системі (тобто при постійному об'ємі) і представляють результати графічно у вигляді так званої кінетичної кривої, Що виражає залежність концентрації реагенту або продукту реакції від часу t. Аналітичний вид цієї залежності називається рівнянням кінетичної кривої. На відміну від основного кінетичного рівняння, рівняння кривих витрачання реагентів (або накопичення продуктів реакції) містять в якості параметрів початкові концентрації компонентів (С0) В момент часу t = 0.

З цих рівнянь виводять формули для розрахунку константи швидкості реакції і часу полупревращения (t?) - проміжку часу, протягом которогорасходуется половина взятого вихідної речовини, тобто його концентрація зменшиться в 2 рази і стане рівною Зо/ 2.

У реакціях нульового порядку концентрація вихідної речовини лінійно зменшується з часом (рис. 37)

Мал. 37. Зміна концентрацііісходного речовини від временив реакції нульового порядку

Математично ця лінійна залежність запишеться в такий спосіб

С = С0 - kt

де k - константа швидкості, С0 - Початкова молярна концентрація реагенту, С - концентрація в момент часу t.

З неї можна вивести формулу для розрахунку константи швидкості хімічної реакції нульового порядку.

k =  (C0 - C).

Константа швидкості нульового порядку вимірюється в моль / л · с (моль · л-1· з-1).

Час полупревращения для реакції нульового порядку пропорційно концентрації вихідної речовини

t? =

Для реакцій першого порядку кінетична крива в координатах С, tносіт експонентний характер і виглядає наступним чином (рис. 38) Математично ця крива описується наступним рівнянням

С = С0e-kt

Мал. 38. Зміна концентрації вихідної речовини від часу в реакції першого порядку

На практиці для реакцій першого порядку кінетичну криву найчастіше будують в координатах ?nC, t. У цьому випадку спостерігається лінійна залежність ?nС від часу (рис. 39)

?n С = ?nС0 - kt

 ?n З

Мал. 39. Залежність логарифма концентрації реагенту від часу протікання для реакції першого порядку

Відповідно, величину константи швидкості і час полупревращения можна розрахувати за такими формулами

k =  ?n  або k = 2,303  ?g

(При переході від десяткового логарифма до натурального).

t?=

Константа швидкості реакції першого порядку має розмірність t-1 , Тобто 1 / с і не залежить від одиниць вимірювання концентрації. Вона показує частку, яку складають молекули, які вступили в реакцію за одиницю часу, від загального числа молекул реагенту в системі. Таким чином, в реакціях першого порядку за однакові проміжки часу витрачаються однакові частки взятого кількості вихідної речовини.

Другою відмітною особливістю реакцій першого порядку є те, що t?для них не залежить від початкової концентрації реагенту, а визначається тільки константою швидкості.

Вид рівняння залежності концентрації від часу для реакцій другого порядку розглянемо тільки для найпростішого випадку, коли в елементарному акті беруть участь 2 однакові молекули, або молекули різних речовин, але початкові концентрації їх (С0) Рівні. При цьому лінійна залежність спостерігається в координатах 1 / С, t (рис. 40). Математичне рівняння цієї залежності запишеться в такий спосіб

=  + kt

Мал. 40. Залежність величини зворотної концентрації реагенту від часу для реакції другого порядку




 Таким чином, будь-яка кислотно-основна буферна система є рівноважною сумішшю, що складається з донора і акцептора протонів. |  В результаті серйозна причина заміщається на еквівалентну кількість нейтральної солі буферної системи, тому концентрація іонів водню в ній знову зміниться незначно. |  буферна ємність |  Величина буферної ємності залежить від концентрацій компонентів буферної системи і від їх співвідношення. |  Буферні системи людського організму |  Кінетика хімічних реакцій |  Порядок і молекулярної простих хімічних реакцій |  До тримолекулярного відносяться прості реакції, в елементарному акті яких стикаються і зазнають змін три частки. |  Поняття про складні хімічних реакціях |  Класифікація складних реакцій |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати