Szybka odpowiedź na pytanie o prawo? + Przykład

Cóż, stopa, # r_2 (t) = -1/2 (Delta E) / (Deltat) # (ujemne dla reagentów!) nie ulegnie zmianie, o ile stechiometria reakcji nie ulegnie zmianie.

A ponieważ nie, to nie zmienia się, jeśli reakcja 2 byłaby szybkim krokiem. Możesz być w stanie pisać # r_1 # pod względem # r_2 #, jeśli znasz te liczby, ale jeśli tego nie zrobisz, powinieneś to zauważyć # (Delta D) / (Deltat) # niekoniecznie jest taki sam między reakcjami #1# i #2#.

Jednak prawo o stawkach robi zmiana.

(Jako przykład, prawdopodobnie nie jest najlepszym przykładem, jeśli chcesz znaleźć prawo dotyczące stawek!)

PIERWSZE PRAWO JEŚLI DRUGI KROK JEST SZYBKI

Cóż, jeśli pierwszy krok jest jedynym powolnym krokiem, powinien dać początek stawka prawna zależny od głównie ten pierwszy krok, traktując to jako elementarną reakcję:

#r (t) = k A B ^ 3 #

W tym procesie wydaje się, że ogólna reakcja:

# „A” + 2 „E” -> 2 „C” + „F” #

ze stawkami:

#r (t) = -1/1 (Delta A) / (Deltat) = -1/2 (Delta E) / (Deltat) = 1/2 (Delta C) / (Deltat) = 1/1 (Delta F) / (Deltat) #

Ale #B# jest katalizatorem, a nie reagentem … Więc musielibyśmy go wyeliminować #B# w ustawie o stawkach tymczasowo zanotowaliśmy.

Aby to zrobić, użylibyśmy czegoś o nazwie przybliżenie stanu ustalonego (SSA) w kroku 1, w połączeniu z szybkie przybliżenie równowagi (FEA) w kroku 2.

• SSA stwierdza, że krok tworzący półprodukt jest tak powolny, że krok po nim (jeśli jest szybki) zużywa go natychmiast, a jego zmiana stężenia jest faktycznie zerowa.
• FEA stwierdza, że równowaga jest ustalana niemal natychmiast, tak że stała równowagi # K # można napisać.

Jeśli drugi krok nie jest szybki, więc nie możemy dokonać SSA. W takim przypadku ustawa o stawce rzeczywistej byłaby chaotycznym bałaganem z potencjalnie ułamkowymi zamówieniami #ZA# i #MI#i nieoczywista obserwowana stała szybkości.

Powód, dla którego mogliśmy napisać #r (t) = k A B ^ 3 # z szybkim krokiem 2 jest ponieważ to był szybki; zakładamy, że krok 2 jest tak szybki, że ma praktycznie bez wagi na prawie szybkości, tj. że kolejność w odniesieniu do reagenta #MI# jest skutecznie zero.

#'-------------------------------------------------------------------'#

# "" "" "" "" "" "" "Koniec głównej odpowiedzi" #

#'-------------------------------------------------------------------'#

LECZENIE PIERWSZEGO KROKU ZA POMOCĄ SSA

SSA pozwala nam pisać:

# (d D) / (dt) = k_1 A B ^ 3 - k _ (- 1) C ^ 2 D - k_2 E ^ 2 D + k _ (- 2) F B ^ 3 ~~ 0 # # "" bb ((1)) #

wyszczególnienie wkładu każdego kroku reakcji i kierunku w ogólną zmianę koncentracji #RE# z biegiem czasu. Ujemny indeks wskazuje reakcję odwrotną dla tego kroku.

LECZENIE DRUGIEGO KROKU ZA POMOCĄ MES

FEA pozwala nam pisać:

# (r_2) / (r _ (- 2)) = (k_ (2) E ^ 2 D) / (k _ (- 2) F B ^ 3) = 1 # # "" bb ((2)) #

Stała równowagi byłaby określona przez # K_2 = (F B ^ 3) / (E ^ 2 D) #, więc w równowadze, # r_2 = r _ (- 2) #, i:

# 1 = k_2 / (k _ (- 2)) cdot 1 / K_2 #

# => K_2 = k_2 / (k _ (- 2)) # # "" bb ((3)) #

ZNAJDOWANIE CAŁKOWITEGO PRAWA WARTOŚCI?

Zmiana układu #(1)#:

# k_1 A B ^ 3 + k _ (- 2) F B ^ 3 = k_2 E ^ 2 D + k _ (- 1) C ^ 2 D #

# D = (k_1 A B ^ 3 + k _ (- 2) F B ^ 3) / (k_2 E ^ 2 + k _ (- 1) C ^ 2) #

Jednak, #B# jest katalizatorem. Musielibyśmy znaleźć wyrażenie dla #B#lub już znasz jego końcowe stężenie.

(I ten proces byłby wykonywany, dopóki każdy półprodukt lub katalizator nie zostanie wyrażony jako reagenty. Zakłada się, że wiesz, jakie są stężenia twoich produktów i katalizatorów w eksperymencie).