Pu Phuc Tap

®éng häc c¸c ph¶n øng Phøc t¹p

ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP Phản ứng phức tạp Gồm nhiều phản ứng thành phần diễn ra đồng thời

Nguyên lý độc lập MỗI PƯ thành phần diễn ra theo qui luật động học độc lập không phụ thuốc vào các PƯ thành phần khác

Các phản ứng phức tạp ♠ Phản ứng thuận nghịch ♠ Phản ứng song song ♠ Phản ứng nốI tiếp

ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP 1. Phản ứng song song 2

KCl

3

KClO 4

6 KClO 3

+ 3 O2 +

KCl

OH NO 2 +

H2 O

OH

OH +

HN O3

+

H2 O

NO 2 OH O2 N

NO 2 +

NO 2

H2 O

ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP

1. Phản ứng song song

1.1. Phản ứng song song bËc 1 k1 A (a

x)

k2

X1 (x1) X2 (x2)

Phương tr×nh ®éng häc

d[ X1 ] dx1 = = k 1[ A ] = k 1 ( a − x ) dt dt d[X 2 ] dx 2 v2 = = = k 2 [A] = k 2 ( a − x ) dt dt v1 =

Nguyªn lý ®éc lËp ph¶n øng v = v1 + v2 =

dx1 dx2 dx + = = ( k1 + k 2 )( a − x ) dt dt dt

ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC 1.1 Phản ứng song TẠP song bËc 1 §Æt k = k1 + k2 dx = k (a − x) dt 1 a k = k1 + k 2 = ln t a −x

dx1 k1 k = ⇒ dx1 = 1 dx dx2 k 2 k2

k1 x1 = x2 + const k2

[ X 1 ] = x1 [ X 2 ] x2

k1 = k2

ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC 1.2. Phản ứng song song bËc 2 TẠPk 1

k2 A (a

B

+

x)

(b

X1 (x1)

X 2(x2)

x) kn

X n(xn )

Phương tr×nh ®éng häc n

n

n dxi v = ∑ vi = ∑ = ∑ ki ( a − x ).(b − x) i =1 i =1 dt i =1

dx = k ( a − x ).(b − x ) dt n 1 b( a − x ) k = ∑ki = ln t.( a − b) a (b − x ) i =1

xn x1 + x2 + .... + xn x x1 x2 = = .... = = = k1 k 2 k n k1 + k 2 + ... + k n k

ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC 1. Phản ứng thuËnTẠP nghÞch 1.1. Phản ứng thuËn nghÞch bËc 1-1 A

kt kn

B

Phương tr×nh ®éng häc

vt = kt ( a − x )

vn = k n ( b + x ) Nguyªn lý ®éc lËp ph¶n øng

dx v = vt − vn = = kt ( a − x ) − k n ( b + x ) dt  k a − k nb  dx = ( kt + k n )  t − x  dt  kt + k n 

ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC 1.1 Phản ứng thuËn nghÞch TẠPbËc 1-1 T¹i tr¹ng th¸I c©n b»ng

vt = vn  → K CB = k = kt + k n

α=

K cb a − b K cb +1

kt a − xcb = k n b + xcb

 k a − k nb  dx = ( kt + k n )  t − x  dt  kt + k n 

dx = k (α − x ) dt

1 α k = ln t α−x ⇒ BiÕt ®­îc KCB vµ tû sè k=kt/kn dÔ dµng tÝnh ®­îc tõng gi¸ trÞ kt vµ kn cña

ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP 1. Phản ứng nèi tiÕp 1.1. Phản ứng nèi tiÕp bËc 1-1

t =0 t

k1 k2 A  →B   →C a 0 0

a −x

x = y+z ⇒

y

z

dx dy dz = + dt dt dt

d [ A] dx − = = k1 (a − x ) dt dt d [C ] dz = = k2 y dt dt

d [ B ] dy d ( x − z ) = = = k1 (a − x) − k 2 y dt dt dt

ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC 1.1 Phản ứng nèi tiÕp bËc 1-1 TẠP Ph­¬ng tr×nh ®éng häc

(

)

(

)]

[ A] = (a − x) = a.e − k1t ⇒ x = a. 1 − e − k1t

(

a.k1 [ B] = y = e −k1t − e −k 2t k 2 − k1

[ (

)

)

a [C ] = z = k 2 1 − e −k1t − k1 1 − e −k 2t k 2 − k1

1 α k = ln t α−x ⇒ BiÕt ®­îc KCB vµ tû sè k=kt/kn dÔ dµng tÝnh ®­îc tõng gi¸ trÞ kt vµ kn cña

ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC 1.2. Phản ứng nèi tiÕp bËc 1-1 TẠP t

∞

[A] (1) [B] (2)

0 a 0

max

0 0

[C] (3)

a 0

t max

k2 ln k1 = k 2 − k1

[ B ]max

 k2  = a.   k1 

k 2 / k1 1− k 2 / k1

ĐỘNG HỌC P.Ư PHỨC TẠP 1.2. Phản ứng nèi tiÕp bËc 1-1 [] C

a A

B t