Количественные соотношения между скоростью реакции и концентрациями реагентов Реакции первого порядка

В реакции первого порядка скорость пропорциональна концентрации одного реагента. Для них:

V= =КC (10)

После интегрирования уравнения (10) методом разделения переменных получаем уравнение для константы скорости реакции первого порядка:

k = (11)

Заменив натуральные логарифмы на десятичные уравнение (11) принимает следующий вид:

k = , (12)

где: t – время реакции. С₀ – исходная концентрация, С – концентрация вещества, не прореагировавшего ко времени t (равновесная концентрация).

Особенностью реакции первого порядка является то, что равным промежуткам времени отвечают равные доли прореагировавшего вещества. Время t нужное для того, чтобы прореагировала половина С₀, называется периодом полупревращения. Подставляя в уравнение (12) значение t_1/2 = t и С = , имеем:

t_1/2 = , (13)

т.е. для реакций первого порядка период полупревращения t_1/2 (время прохождения реакции на 50%) не зависит от начальной концентрации и служит характеристикой скорости таких реакций.

Выражение скорости для реакций второго порядка имеет вид:

V = =kC₁C₂ (14)

или

V = =kC² (15)

После математических преобразований получаем уравнение константы скорости для реакций второго порядка:

k = (16)

Период полупревращения для реакций второго порядка не остается постоянным, а обратно пропорциональен начальной концентрации:

t_1/2 = (17)