Инструкция
1
Прежде всего, вы можете воспользоваться графическим методом. Но сначала необходимо объяснить, в чем отличия реакций различных порядков друг от друга и как это отражается на графиках.
2
Нулевой порядок характерен для реакций, скорость которых не зависит от концентрации веществ, например, для реакции гетерогенного катализа или фотохимической. Предположим, в ходе подобной реакции вещество А превращается в вещество В. Если вы построите график, где на оси абсцисс будет отмечено изменение времени, а на оси ординат - изменение концентрации вещества А, то получите график линейной зависимости. Концентрация будет убывать по прямой.
3
Первый порядок присущ реакциям, скорость которых зависит только от концентрации одного из компонентов. Она выражается так: -dC/dt = kC, или, после преобразования: -lnC = kt + const. Если же записать эту формулу в десятичных логарифмах, получите: lgC = -kt/2,303 – const/2,303. График зависимости lg C от t представляет собой прямую, с тангенсом угла наклона, который равен -k/2,303.
4
Если же скорость реакции пропорциональна концентрациям двух реагентов или квадрату концентрации одного из них, то это – реакция второго порядка. Ее скорость рассчитывается так: -dCA/dt = kCA2. Величина k и в этом, и в предыдущем случае, может включать в себя различные константы (например, интенсивность света, концентрация насыщенного раствора). Размерность моль/литр.
5
Таким образом, если на графике, показывающем зависимость С от t, она получается в виде прямой, то реакция – нулевого порядка. Если зависимость lg C от t линейная, то это значит, что вы имеете дело с реакцией первого порядка. Реакция второго порядка – если, во-первых, начальная концентрация всех реагентов одинакова; во-вторых, если получается линейный график зависимости 1/С от t; в-третьих, если получается линейный график зависимости 1/С2 от t.
6
Можно воспользоваться способом определения времени полупревращения. Для реакции первого порядка оно рассчитывается по формуле: t1/2 = 0,693/k Время, за которое прореагирует половина реагента, не зависит от его начальной концентрации.
7
Для реакции второго порядка, при равенстве начальных концентраций веществ А и В, время распада половины любого из них обратно пропорционально начальной концентрации. Поэтому: t1/2 = 1/k[A]
8
Есть способ добавления избытка реагентов. Если добавить в реакционную зону значительный избыток всех веществ, кроме одного, вы можете определить показатель степени, с которым концентрация данного реагента входит в уравнение скорости.