Как определить порядок реакции синтеза иодоводорода?

[KRAB-XIMIK]

Проверьте, пожалуйста.

Для реакции синтеза иодоводорода из простых веществ H2 + I2 2HI предложен следующий механизм:

I2 -> 2I* (k1)

2I*-> I2 (k2)

2I* + H2 -> 2HI (k3)

Используя квазиравновесное приближение, выведите уравнение для скорости образования HI и покажите, что данная реакция имеет второй порядок.

 

Записываем выражения скоростей трёх стадий:

v1=k1[i2]

v2=k2[i*]^2

v3=k3[i*]^2[H2]

Записываем выражение для скорости изменения концентрации HI:

d[HI]/dt=2v3=2k3[i*]^2[H2]

Записываем выражение для скорости изменения концентрации I*:

d[i*]/dt=2v1-2v2-2v3=2k1[i2]-2k2[i*]^2-2k3[i*]^2[H2]=0

[i*]^2=k1[i2]/(k2-k3[H2])

Итого: d[HI]/dt=2k1k3[i2][H2]/(k2-k3[H2])

И как тут показать, что реакция имеет второй порядок? Пренебрегать k3[H2]?

[KRAB-XIMIK]

ввысь

[mypucm]

Вторая реакция - рекомбинация двух радикалов, протекает с весьма большой скоростью. Соответственно, константа скорости k₂ просто обязана быть очень большой. Поэтому, наверно, можно пренебречь k₃[H₂] по сравнению с k₂.

[mypucm]

Правда, я не уверен, что это имено квазиравновесное приближение. Ибо никакого равновесия не предполагалось. Но можно допустить, что реакции 1 и 2 очень быстрые, и распад иода на атомы и их рекомбинация протекает практически в равновесных условиях. Для константы этого равновесия пишем:

 

K = k₁/k₂ = [i*]²/[i₂]

 

А третья реакция - медленная, она определяет скорость всего процесса:

 

v = k₃*[i*]²*[H₂] - и концентрацию атомов иода получаем из уравнения для константы равновесия:

 

[i*]2 = (k₁/k₂)*[i₂]

 

Теперь объединяем:

 

v = k₃*(k₁/k₂)*[i₂]*[H₂]

[Гость Ефим]

  В 13.03.2013 в 19:47, KRAB-XIMIK сказал:

Проверьте, пожалуйста.

Для реакции синтеза иодоводорода из простых веществ H2 + I2 2HI предложен следующий механизм:

I2 -> 2I* (k1)

2I*-> I2 (k2)

2I* + H2 -> 2HI (k3)

Используя квазиравновесное приближение, выведите уравнение для скорости образования HI и покажите, что данная реакция имеет второй порядок.

 

Понятие "квазиравновесие" означает, что концентрации исходных и конечных продуктов не изменяются, а каким способом это равновесие поддерживается - вопрос десятый. В этих условиях скорость первой реакции (а значит и второй) - константа, а скорость образования HI в этих условиях зависит только от концентрации I*, т.е. - квадрата концентрации, а это - второй порядок.

d(HI)/dt = k[i*]²

[KRAB-XIMIK]

  В 16.03.2013 в 22:15, Ефим сказал:

Понятие "квазиравновесие" означает, что концентрации исходных и конечных продуктов не изменяются, а каким способом это равновесие поддерживается - вопрос десятый. В этих условиях скорость первой реакции (а значит и второй) - константа, а скорость образования HI в этих условиях зависит только от концентрации I*, т.е. - квадрата концентрации, а это - второй порядок.

d(HI)/dt = k[i*]²

Ответ d[HI]/dt=2k1k3/k2*[H2][i2]

[mypucm]

Ну так я условно написал, через скорость в общем виде. А скорость расходования-образования конкретных реагентов, это уже надо конкретно смотреть. Там двойка и появляется.

[Гость Ефим]

  В 17.03.2013 в 10:48, KRAB-XIMIK сказал:

Ответ d[HI]/dt=2k1k3/k2*[H2][i2]

Стало быть, я напутал.