Кінетика реакцій в гомогенних системах

Бімолекулярні реакції в газах. Застосування теорії зіткнень. Реакції з участю складних молекул, стеричний фактор. Застосування теорії активного комплексу для бімолекулярних реакцій у газах.

Мономолекулярні реакції в газах. Застосування теорії активного комплексу до мономолекулярних реакцій. Теорія Ліндемана.

Тримолекулярні реакції з позицій теорії зіткнень та активного комплексу.

Ланцюгові процеси. Нерозгалужені ланцюгові реакції, довжина ланцюга. Механізм та кінетика нерозгалужених ланцюгових реакцій.

Розгалужені ланцюгові реакції, теорія Семенова - Хіншельвуда. Період індукції, граничні явища в розгалужених ланцюгових процесах.

Реакції в розчинах неелектролітів. Вплив розчинника, комірковий ефект. Ланцюгові реакції полімеризації в неводних розчинах.

Реакції в розчинах електролітів. Сольові ефекти. Вплив полярного розчинника на швидкість реакції.

Література: [1-7,14-16].

Робота № 7/1. Визначити константу швидкості реакції гідратації оцтового ангідриду

Мета роботи. Визначити середню константу швидкості реакції.

Методика роботи. У роботі використовують один з електрохімічних методів аналізу для вивчення кінетики реакції:

.

Ця реакція в розведених водних розчинах проходить як реакція 1-го порядку і практично до кінця. До найбільш зручних методів відноситься метод вимірювання електропровідності під час протікання реакції. Електропровідність системи з часом значно підвищується завдяки утворенню оцтової кислоти.

Концентрацію оцтової кислоти, що утворюється, визначають за величиною електропровідності розчину, яку вимірюють за допомогою містка Кольрауша. Опір розчину R_t визначається за рівнянням

, (1)

де R_маг - опір магазину; l_t і (1000 - l_t) - довжина плеч реохорду (мм) (див. рисунок до роботи № 10/1).

Якщо позначити електропровідність розчину на момент початку реакції як к₀, електропровідність на даний момент часу к_t, електропровідність у кінці реакції к_µ (коли вона не змінюється), тоді

;

; (2)

, (3)

де j - стала посудини.

Константа швидкості реакції 1-го порядку розраховується за рівнянням

. (4)

Опір розчину на момент початку реакції (R₀) експериментально не вимірюється, тому що від початку реакції до першого вимірювання проходить певний час. Тому ln(1/R_µ - 1/R₀) визначають екстраполяцією, для чого будують графік .

Порядок роботи.

1. Зливають 6 мл оцтового ангідриду та 44 мл води. Момент початку змішування є початком реакції.

2. У посудину для вимірювання електропровідності наливають досліджуваний розчин. Електроди повинні бути занурені в розчин на 0,5 - 1 см нижче його рівня.

3. Проводять вимірювання електроопору розчину через певні проміжки часу. Одержані та розраховані дані зводять у таблицю:

№	t, хв.	Rt, Ом	1/Rt	1/Rµ-1/Rt	ln(1/Rµ-1/Rt)	k

Література: [24, с. 268-280, 322-354; 22, с. 319-345, 356-359].