Дәріс 2. Тақырып: Химиялық кинетикадағы дифференциалды теңдеулер.
1. Реакцияның молекулярлғы және реттілігі. Реакция ретін анықтау әдістері
2.Күрделі химиялық реакциялар
3.Озонның термиялық ыдырауы
4.Қайтымсыз реакция 1-ші ретті A→ Z
5.Қайтымсыз реакция n- ші ретті A→ Z
6.Қайтымсыз реакция 2- ші ретті A→ Z
7.Қайтымды реакция 1-ші ретті
8.1-ші реттік жүйелі реакция
Химиялық кинетикадағы дифференциалды теңдеулер.
Химиялық кинетиканың дифференциалдық теңдеулері заттар концентрациясының уақытқа тәуелділігін көрсетеді және оның математикалық аппаратының негізін құрайды. Химиялық кинетиканың дифференциалдық химиялық реакцияның жылдамдығын және химиялық реакцияның негізгі постулатын анықтау негізінде жазылады.
aA+bB→yY+zZ
=-av, =-bv, =yv, =zv
Берілген химиялық реакцияның жылдамдығы әрекеттесетін заттардың концентрациясына байланысты
V=k[A]a*[B]b
Осыған сәйкес дифференциалды теңдеуді аламыз.
=-ak k[A]a*[B]b, =-b k[A]a*[B]b, =y k[A]a*[B]b, =z k[A]a*[B]b
O3+M= O+O2 + M
O+O2 + M= O3+M
O+O3= 2O2
V=k1[O3][M], V=k2 [O][O2][M], V=k3[O][O3].
Енді дифференцалды теңдеуді құратын болсақ, онда озон 1-ші және 3-ші реакцияда шығындалады, 2-ші сатыда түзіледі =-V1 +V2-V3
Оттек атомы 1-ші сатыда түзіледі, ал 2ші және 3-ші сатыда шығындалады
= V1 -V2 +2V3
Әсер етуші массалар заңына сәйкес орындарына қойсақ , онда
=- k1[O3][M]+ k2 [O][O2][M]- k3[O][O3]
= k1[O3][M]- k2 [O][O2][M]- k3[O][O3]
= k1[O3][M]- k2 [O][O2][M]+ k3[O][O3]
Егер химиялық реакция механизмі белгілі болса (яғни, берілген реакцияны құрайтын қарапайым реакциялар және олардың жылдамдық константалары белгілі), химиялық кинетиканың тиісті дифференциалдық теңдеулер жүйесі барлық қатысушылардың концентрациясының уақытқа тәуелділігін табуға мүмкіндік береді.
Бір химиялық реакцияға сәйкес келетін дифференциалдық теңдеулер
=f(C) (1)
C- алғашқы берілген бір заттың концентрациясы.
Осы теңдеудің екі жағын dt –ға көбейтіп және f(C) бөлсек, онда
=dt болады. (2)
Осы теңдеуді интегралдасақ, онда = t болады. (3)
Егер сол жақтағы интеграл элементар функциялар арқылы көрсетілсе, біз келесі теңдеуді аламыз
t = Ф(C) + const’.(4)
Егер (4) теңдеу С-ға қатысты шешілсе, онда (1) теңдеулерін келесі түрде ұсынуға болады
С = F(t) + const.
Тұрақты const немесе const ' С концентрациясының мәнін бастапқы уақыт сәтіннен беретін интеграциясы бастапқы шарттан анықталады.
t = 0 болғанда С = С0
Достарыңызбен бөлісу: |