Автокаталітичні реакції
Вступ
Каталіз- зміна швидкості хімічної реакції при впливі речовин (каталізаторів), які беруть участь у реакції, але не входять до складу продуктів. Каталізатор не перебуває у стехіометричних відносинах з продуктами і регенерується після кожного циклу перетворення реагентів на продукти. Він не зміщує положення рівноваги хімічної реакції та поблизу рівноваги прискорює пряму та зворотну реакції рівною мірою.
Автокаталізомназивається явище, коли каталітичне вплив на реакцію надає якийсь із її продуктів.
Метою нашої роботи було вивчення залежності константи швидкостіkавтокаталітичної реакції окислення щавлевої кислоти перманганатом калію від температури та визначення енергії активації даної реакції.
ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД
Автокаталітичні реакції
Автокаталітична реакція- реакція, в якій один з її продуктів служить каталізатором перетворення вихідних речовин.
Для автокаталітичної реакції характерно, що процес йде при зростаючій концентрації каталізатора. У початковий період реакції, у період індукції, швидкість реакції незмірно мала, потім вона зростає і лише при досягненні значного ступеня перетворення починає падати в результаті зменшення концентрації вихідних речовин. В результаті кінетична крива для продукту реакції має S-подібний вигляд (рис. 1), подібно до кінетичної кривої продукту двох послідовних реакцій.
Мал. 1.Кінетична крива зміни оптичної щільності продукту автокаталітичної реакції
Щоб процес міг розвинутися автокаталітичним шляхом, у системі з самого початку повинен бути продукт реакції. Він може бути спеціально внесенийекспериментатором (початкова затравка) або утворюватись без участі каталізатора.
У найпростішому випадку реакції першого порядку по А і швидкість утворення продукту перетворення дорівнює
(1)
Позначаючи черезxприріст [B] в результаті реакції, тобто вважаючиx =[B] – [B]0, і враховуючи, що приріст [B] дорівнює вбули [ A], отримуємо наступне вираз:
(2)
Рівняння такого ж виду виходить у разі, якщо ніякого затравки в систему не вноситься, але паралельно з автокаталітичним перетворенням йде некаталітичне перетворення А в реакції першого порядку. В цьому випадку
(3)
(4)
Інтегрування рівняння (2) дає
(5)
або у вигляді, дозволеному щодох,
(6)
Якщо ввести безрозмірні змінні , то рівняння (6) набуде вигляду
(7)
Якщо експериментально отримана кінетична крива автокаталітичної реакції, наступної рівняння (2), то обчислення константи швидкостіkкористуємося рівняннями (6 ,7).