Politechnika Poznańska Wydział Technologii Chemicznej	Student: Krzysztof Król	Data przeprowadzenia ćw. 24 IV 2003
Grupa 4 Zespół 2	Ćwiczenie nr 3	Prowadzący: dr inż. Maciej Galiński

Wpływ siły jonowej roztworu na stałą szybkości reakcji jonowej

Zagadnienie teoretyczne: reakcje równoległe

W przyrodzie jak i w warunkach sztucznie wytworzonych obserwuje się często efekt występowania zjawiska zwanego reakcjami równoległymi. Polega ono na tym, że z tego samego substratu w określonych warunkach powstaje jednocześnie wiele produktów. Oznacza to iż podlega on różnym reakcją. Dla uproszczenia zakładając iż są to jednokierunkowe reakcje pierwszego rzędu można zjawisko przedstawić za pomocą schematu:

Gdzie substancja A jest substratem, B, C, D reprezentują różne produkty reakcji, a stałe szybkości poszczególnych reakcji są reprezentowane przez k₁, k₂, k₃. W układzie tym ubytek substancji A można opisać równaniem:

d_cA

- —— = ( k₁+ k₂+ k₃)* c_A [1]

dt

po scałkowaniu tego równania otrzymujemy

1 a

k₁+ k₂+ k₃ = —— ln —— [2]

t c_A

co po przekształceniu daje:

— ( k₁+ k₂+ k₃ ) t

c_A = a*e [3]

a szybkości powstawania produktów określają wyrażenia:

d_cB

—— = k₁* c_A dla produktu pierwszego [4]

dt

d_cC

—— = k₁* c_A dla produktu drugiego [5]

dt

d_cD

—— = k₁* c_A dla produktu trzeciego [6]

dt

Dla określenia chwilowego stężenia produktu pierwszego można użyć wzoru:

d_cB — ( k₁+ k₂+ k₃ ) t

—— = k₁* a*e [7]

dt

który przekształca się do następującej postaci:

[8]

Podobnie można obliczyć stężenie pozostałych produktów

Na podstawie poprzednich równań można zauważy, iż występują następujące zależności:

[9]

Przy pomocy równań [2] oraz [8] można obliczyć wszystkie stałe szybkości reakcji na podstawie pomiaru stężeń reagentów w czasie reakcji. Równanie [8] jest słuszne również, gdy wszystkie równoległe reakcje są tego samego rzędu, oraz mają te same rzędy cząsteczkowe ze względu na poszczególne reagenty.

Dla reakcji drugiego rzędu zależność [2] przyjmuje postać:

[10]

Aby otrzymać jak najwięcej jednego z produktów reakcji równoległych należy dobrać odpowiednie warunki reakcji (temperatura, ciśnienie, katalizator, rozpuszczalnik itp.), tak aby stała szybkości reakcji jego tworzenia była jak największa w stosunku do stałych szybkości pozostałych reakcji

---