Доброго времени суток! Помогите решить задачу, пожалуйста. Что можете посоветовать для лучшего понимания кинетики сложных реакций? Кинетику элементарных реакций понимаю, но со сложными что-то вообще задачи не идут, сколько бы я не пыталась вникнуть в теорию, заранее огромное спасибо 
Для начала необходимо записать систему дифференциальных уравнений, которая связывает скорости изменений веществ с концентрациями. Потом желательно её решить (в некоторых случаях можно и не решать, и так всё обойдется).
Если с этими пунктами справиться не получается, то проблема явно скрывается в них.
1 лайк
Мне сильно помогла глава по кинетике из современного курса общей химии
Попробую как-нибудь наглядную подсказочку дать.
Пусть реакция перехода \ce{2A -> B} имеет константу скорости k_{B}, а реакция перехода \ce{2A -> C} имеет константу скорости k_{C}. В таком случае, можно записать дифференциальные уравнения для образования продуктов \ce{C} и \ce{B} :
\frac{d[\ce{B}]}{dt} = k_{B}[\ce{A}]^{2}
\frac{d[\ce{C}]}{dt} = k_{C}[\ce{A}]^{2}
Ключевым этапом в данной задаче является знание того факта, что соотношение концентраций продуктов в параллельной реакции определяется соотношением констант скоростей образования этих продуктов (если, конечно, продуктов до начала реакции не было). Однако, понимание частично освобождает от знания, поэтому попробуем это вывести.
Если поделить первое дифференциальное уравнение на второе, то мы получим следующее :
\frac{d[\ce{B}]}{d[\ce{C}]} = \frac{k_{B}}{k_{C}}
Предположим, что продуктов до начала реакции действительно не было, тогда можно проинтегрировать от нуля до текущих концентраций в-в \ce{B} и \ce{C}, и получить то, что нам нужно :
\int_{0}^{[\ce{B}]}d[\ce{B}] = \frac{k_{B}}{k_{C}} \int_{0}^{[\ce{C}]}d[\ce{C}]
\frac{[\ce{B}]}{[\ce{C}]} = \frac{k_{B}}{k_{C}}
А вот на этом этапе, думаю тебе стоит попробовать решить задачу самостоятельно. Совет : задайся вопросами “что можно получить, имея две соотношения концентраций продуктов и две разные температуры ? как это поможет найти соотношение концентраций продуктов при третьей темпераутре ?”
5 лайков
Хехе… я старался ему подсказать этой фразой “в некоторых случаях можно и не решать, и так всё обойдется”, а ты за него 50% задачи сделал сразу раскрыв всю суть.
Алсо, диф.уравнения друг на друга лучше не делить, опасно это, так можно делать только если ты реально понимаешь что к чему, и почему так делать можно. Начинающим я бы такое побоялся советовать.
Лучше записать просто
\frac{d[B]}{dt}=\frac{d[C]}{dt}\frac{k_B}{k_C}
И уже отсюда сразу делать вывод, что соотношение сохраняется, раз скорости образования пропорциональны, ну или попытаться выяснить вид функции [B]([C]), воспользовавшись свойством производной сложной функции, её производная по времени, это
\frac{d[B]([C])}{dt}=\frac{d[B]}{d[C]}\frac{d[C]}{dt}\\
\\
k_B[A]^2=\frac{d[B]}{d[C]}k_A [A]^2
Есть железные правила (типа производной сложной функции), а есть довольно сомнительные приколы, где одно на другое делят, подразумевая аналогичное. Когда частные производные начинаются и вторые, третьи производные, там постоянный соблазн поделить, но это в большинстве случаев уже ошибкой будет.
5 лайков
Кстати да, тут тебе просто повезло. Несмотря на то, что производная записывается как дробь, считать ее дробью нельзя. d/dt это полноценный оператор, который нельзя разрубить на составляющие.
1 лайк