210 Kinetyka chemiczna
można go uniknąć, obliczając stałe szybkości za pomocą wyrażeń otrzymanych przez całkowanie w granicach od t] - t2, t2 - 13 itd. (zob. tab. 5.4).
Tabela 5.4. Wyznaczanie rzędu reakcji metodą sprawdzania (sposób b)
t [min] |
Pd [bar] |
czas |
pM-Pi 100 |
, ln(p,•+,//>,) 6>i - U |
/ -(1 M RT | |
tM - U RT |
\pn-i Pi) 100 •(//+,-r,) | |||||
0 |
17,06 | |||||
t2 |
15 |
14,21 |
t\-t2 |
4,01 • nr3 |
1,2210“2 |
3,72 • 10-2 |
h |
30 |
11,84 |
h-h |
3,33 • 10-3 |
1,22 • 1 (r2 |
4,45 • 10"2 |
U |
48 |
9,00 |
h -u |
3,33 ■ Kr3 |
1,52 • 10"2 |
7,02 • 10"2 |
h |
75 |
6,15 |
14 -t5 |
2,23 • 10"3 |
1,41 • ur2 |
9,04 • 10'2 |
wartość średnia i jej błąd (%) |
(3,22 ± 0,37) • nr3 11,4% |
(1,34 ± 0,08) 10"2 6% |
(6,1 ± 1,2) 10"2 20% |
Tu błąd systematyczny nie jest już tak widoczny, ale średnia tylko z 4 wyników nie budzi zaufania, zwłaszcza że wyznaczając Aj z wykresu możemy korzystać z 5 punktów. Dodatkowo metoda graficzna pozwala wyeliminować błąd systematyczny, gdyż funkcję czasu, którą mamy wykreślić, otrzymujemy przez całkowanie odpowiedniego równania kinetycznego np. dla reakcji I rzędu:
dp d dl
- ^1 Pd
w granicach nie od t = 0, lecz od, bliżej nieokreślonego, t0:
Pd
J
dpp
Pd
1
= - J A, dl.
'o
Wyrażenie po scałkowaniu
ln = -Aj (t - t0) (Pd) o
daje się bez trudu sprowadzić do równania linii prostej:
ln pD = [ln (pD)0 + Aj /0] - Aj t = a - bt,
której współczynnik kierunkowy równy jest szukanej stałej szybkości, b = A a w wyrazie wolnym ukryte są obie nieznane wielkości początkowe: (/>d)o i *o-W tab. 5.5 zestawiono odpowiednie funkcje czasu, a także ich reprezentacje numeryczne znalezione metodą najmniejszych kwadratów oraz, obliczone na tej podstawie, stałe szybkości reakcji.