Для. нахождения зависимости скорости реакции от давления необходимо знать, как изменяются концентрации реагирующих веществ с изменением давления.
Pi |
Эта зависимость дается уравнением (4-8) в виде
Ci
Подставив в (4-8) выражение для парциального давления pi = pCiy определенное из (4-12), получим следующее соотношение между молярной и относительной объемной концентрациями:
Где Ci — молярная концентрация какого-либо компонента смеси, частные значения которого соответственно будут для исходных веществ С а, С в, а для продуктов реакции См, CN, моль/м3.
Кинетические уравнения различных типов реакций с учетом соотношения (5-12) можно представить в виде зависимости скорости выхода продуктов реакции от концентраций исходных веществ и давления следующим образом:
Для мономолекулярной реакции
-~L = kCA = k -^г с A, (5-13)
Для бимолекулярной реакции веществ А и В
“См (5-14).
Dt —А~в (#7^2
DCM |
Для тримолекулярной реакции
КСйСвСс = к^-СлСГ, (5-15)
Dz А В С л (ЯГ) з ЛВС
_ С — с
Где Сл = —св = ——————————- относительные объемные концентрации реаги
Рующих веществ.
Таким образом, скорость реакции первого порядка пропорциональна давлению, второго — квадрату давления, третьего — третьей степени давления или в общем виде для реакции у-го порядка
(5-16)’
Поэтому в случае простых реакций по величине показателя в опытно определенной зависимости типа (5-16) можно определить порядок реакции.
Если выразить продукты реакции в относительных концентрациях
Делением обеих частей уравнений (5-13), (5-14) и (5-15) на число молей я единице объема смеси г = р/ИТ, то кинетические уравнения реакций принимают следующий вид:
Для мономолекулярной реакции
ЛСм =кС.; (5-17)
Йг Л
Для бимолекулярной реакции
= к САСВ] (5-18)
Для тримолекулярной реакции
-^Г~ = к^лСвСс — (5-19)
Таким образом, при выражении продуктов реакции через относительные концентрации скорость мономолекулярной реакции оказывается не зависящей от давления, скорость бимолекулярной реакции пропорциональна давлению, тримолекулярной — квадрату давления или в общем случае скорость реакции у-го порядка пропорциональна давлению в степени V—1:
(5-20)