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Feb 18, 2022

动力学

测量的方法

光谱(吸收)、电导率、pH、发射光谱、质谱、气相色谱、核磁共振、电子顺磁共振(自由基、顺磁性金属)

流动法——不同的位置相当于不同的反应时间

速率

一般式: $$ v=\frac1V\frac{\d\xi}{\d t} $$

对于等容的均相反应: $$ v=\frac1{\nu_\C}\frac{\d [\C]}{\d t} $$

对于多相反应,用表面积(恒定)A替代体积V,用表面浓度$\sigma_\C$替代浓度: $$ v=\frac1{\nu_\C}\frac{\d \sigma_\C}{\d t} $$也可以使用催化剂质量、催化剂的堆体积等。

速率方程的确定

微分法(一般是初始速率): $$ n=\frac{\ln r_1/r_2}{\ln c_1/c_2} $$

半衰期法: $$ n=1-\frac{\ln t_{1/2}’/t_{1/2}’’}{\ln c_{0}’/c_{0}’’} $$

如果使用待测物质的浓度不会变则不能用上述方法,比如在$\ce{H+}$缓冲溶液中,应该将原来的表观速率常数拆开(此处对于一级反应): $$ t_{1/2}=\frac{\ln 2}{k’}=\frac{\ln2}{k[\ce{H+}]^\beta} $$ 再做进一步计算。

根据键焓估算活化能

  • 裂解为自由基的反应$E_\a=B.E.$
  • 自由基复合反应$E_\a=0$
  • 自由基的转移,放热方向$E_\a=5.5\% B.E.(断裂)$(不然过渡态能量还没产物高)
  • 自由基转移吸热方向:求出逆方向的活化能(逆方向断裂——正方向形成),加上焓变
  • 分子间基元反应,$E_\a=30\% B.E.(断裂)$

稳态近似

所有中间产物都稳态,速率按照方程式书写(看生成产物的那一步)

快平衡

必须有决速步,决速步前处于平衡,以决速步计算速度(乘除相应计量系数,即决速步的产物可以被转换为几mol最终产物)