s 126

126

Tak więc, gdy mamy do czynienia z reakcją pierwszorzędową, to wykres ln c jako funkcja czasu powinien być linią prostą ze współczynnikiem kierunkowym równym - k. Znając stałą k, można z kolei wyliczyć wartość innego parametru kinetycznego, jakim jest czas połowicznej przemiany. Podstawiając c = 1/2 Co do równania (16.3), otrzymamy: i ^eo^/2 t    ln 2

In —^—=- k ti/2, ti/2=—    (16.4)

Obok typowych reakcji pierwszego rzędu, do których zaliczyć można między innymi rozpady promieniotwórcze, w praktyce spotyka się często reakcje rzędu pseudo-pierwszego. Sytuacja taka występuje wówczas, gdy mamy duży nadmiar jednego z reagentów - na tyle duży, że nawet całkowity przebieg reakcji nie powoduje dużych zmian stężenia molowego tego reagenta. Typowym przykładem są reakcje hydrolizy, w których woda występuje w nadmiarze w stosunku do drugiego reagenta. W takich przypadkach stężenie wody można uznać za stałe i włączyć do stałej szybkości:

v = kc_H!ocA = k'c_A    (16.5)

Reakcja rzędu II

Do tego typu zaliczamy reakcje, których szybkość jest proporcjonalna do kwadratu stężenia jednego ze składników lub do iloczynu stężeń obu składników. Jeżeli początkowe stężenia obu reagentów są równe, to oba przypadki można opisać jednakowym równaniem kinetycznym i jak poprzednio scałkować w odpowiednich granicach: v ⁼ k ca cb lub kci

^ = —+ kt    (16.6)

Otrzymuje się zależność, w której liniowo względem czasu zmienia się odwrotność ze stężenia. Jeżeli więc doświadczalnie wyznaczona zależność 1/c od czasu jest linią prostą, to badana reakcja jest rzędu drugiego. Podobnie jak poprzednio, nachylenie tak otrzymanego wykresu pozwala na wyznaczenie stałej szybkości reakcji. W przypadku reakcji rzędu drugiego, czas połowicznej przemiany zależy od stężenia początkowego reagentów (proszę sprawdzić) i znaczenie tego parametru jest mniejsze.

Opracowanie wyników

Aby obliczyć stałą kinetyczną dla reakcji pierwszego rzędu, można wybrać dowolne dwa punkty wykresu i posłużyć się zależnością:

At

Takie postępowanie nazywane jest graficzną metodą wyznaczania stałej szybkości reakcji. Lepsze wyniki uzyskamy poprzez dopasowanie linii prostej do punktów pomiarowych metodą najmniejszych kwadratów. Metoda ta umożliwia wykorzystanie wszystkich punktów pomiarowych i pozwala na obliczenie szacunkowych odchyleń prawdziwej wartości k od