Задание

Указать порядок реакции и найти константу скорости данной реакции, протекающей при температуре Т=313,2 К, пользуясь данными, о ходе процесса во времени t (с начала реакции)
Раствор N2O5 в CСl4 разлагается с выделением а- объем О2, мл

а 11,4 19,9 23,9 27,2 29,5 34,75
t бесконечности

Решение:

Запишем уравнение реакции

2N2O5 ® 4NO2↑ + O2↑

Время, с	V(O2), мл
20	11,4
40	19,9
60	23,9
80	27,2
100	29,5
¥	34,75

Время, с	V(O2)	dV(O2)	V (N2O5(прореаг))	V (N2O5(ост))
мл
0	0	-	0	69,5
20	11,4	11,4	22,8	46,7
40	19,9	8,5	17	29,7
60	23,9	4	8	21,7
80	27,2	3,3	6,6	15,1
100	29,5	2,3	4,6	10,5
¥	34,75	5,25	10,5	0

В соответствии с уравнением реакции из 2 молекул N2O5 образуется 1 молекула O2.

После бесконечно длинного промежутка времени (t=¥) весь N2O5 разложится. Тогда начальный объем N2O5 равен

V (N2O5(нач))=2* V(O2)0=2*34,75=69,5 мл

Графический метод заключается в построении графика зависимости концентрации реагента от времени в различных координатах. Для различных частных порядков эти зависимости имеют следующий вид:

При n=1 строим график в координатах lnC=¦(t). Если график в указанных координатах линейный, то n=1

График линейный. Уравнение прямой (расчитаное в программе Excel)

lnC=4.17-0.0183×x

или

lnC=lnC0 - k×t

Константа скорости реакции равна тангенсу угла наклона

k=0.0183 c-1

Метод подбора кинетического уравнения заключается в подстановке экспериментальных данных изучения зависимости концентрации вещества от времени в кинетические уравнения различных порядков. Подставляя в приведённые в таблице уравнения значения концентрации реагента в разные моменты времени, вычисляют значения константы скорости. Частный порядок реакции по данному веществу равен порядку того кинетического уравнения, для которого величина константы скорости остаётся постоянной во времени.

Метод определения времени полупревращения заключается в определении t1/2 для нескольких начальных концентраций. Как видно из приведённых в таблице уравнений, для реакции первого порядка время полупревращения не зависит от Co, для реакции второго порядка – обратно пропорционально Co, и для реакции третьего порядка – обратно пропорционально квадрату начальной концентрации.

По характеру зависимости t1/2 от Co нетрудно сделать вывод о порядке реакции по данному веществу.