Исследование кинетики реакции
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
Министерство образования Российской Федерации
Московская государственная академия тонкой химической технологии
им. М.В. Ломоносова
Кафедра общей химической технологии и химии и технологии основного органического синтеза
Исследование кинетики реакции
PhNH2 (A1)+PhC?CH (A2)>PhNC(Ph)=CH2 (A3)
Вариант 4
Выполнил: Степанов В.Н.
Проверил: Темкин О.Н.
Москва, 2007г.
Оглавление
Задание3
Определение вида кинетического уравнения.4
1.Определение текущих концентраций веществ.4
2.Определение начальных скоростей.5
3.Определение вида кинетического уравнения и порядков реакции по реагентам8
3.1. Общий вид кинетического уравнения8
3.2.Порядок реакции по реагенту А18
3.3. Порядок реакции по реагенту А29
3.4.Итоговый вид кинетического уравнения14
Определение параметров кинетического уравнения. Проверка адекватности модели14
1.Определение константы скорости реакции k по первым 3-м опытам14
1.1.Последовательность обработки регрессионным методом14
1.2. Выбор функции для обработки14
1.3. Определение коэффициентов полинома14
1.4. Проверка адекватности полученной модели и расчет константы скорости17
1.5. Оценка значимости коэффициентов модели19
1.6.Значение константы скорости, рассчитанное по опытам №№ 1-320
2.Расчет констант скорости по остальным опытам20
2.1. Определение коэффициентов полинома для опытов №№ 4-920
2.2.Обработка кинетического уравнения.21
3.Оценка значимости найденного значения константы скорости. Определение доверительного интервала22
3.1.Определение дисперсии константы скорости22
3.2. Оценка значимости параметра модели23
3.3. Определение доверительного интервала23
3.4. Значение константы скорости23
4.Итоговый вид кинетического уравнения23
Механизм реакции23
Задание
При исследовании кинетики реакции: PhNH2 (A1) + PhC ? CH (A2)> PhNC(Ph)=CH2 (A3)
в растворе хлорбензола реализован следующий эксперимент (400С):
В опытах получены следующие зависимости концентрации (в моль/л) А2 от времени:
123456789С(А10), моль/л444444321С(А20), моль/л0,20,20,20,40,60,40,20,20,2С(А30), моль/л000000,1000
Найти кинетическое уравнение и параметры, адекватно описывающие экспериментальные кинетические зависимости. Предложить механизм реакции.
В опытах получены зависимости концентрации А2 от времени, представленные в таблице 2.
Таблица 2.
Концентрации А2
t,мин123456810опыт 10.1190.0810.050.0320.0210.0130.0050.002t,мин123456810опыт 20.130.0820.0520.0310.0210.0140.0060.002t,мин123456810опыт 30.1220.0780.0510.0340.0220.0140.0060.002t,мин1.12.23.34.45.56.68.811опыт 40.2480.1450.0960.0630.0390.0250.010.004t,мин0.81.62.43.244.86.48опыт 50.4140.2910.2240.1540.1230.0840.0510.029t,мин123456810опыт 60.2610.1630.1070.0750.0480.0320.0140.007t,мин1.32.63.95.26.59.111.7опыт 70.1480.1010.0720.0540.0380.020.012t,мин2.85.68.411.21419.625.2опыт 80.1430.1030.080.0570.0450.0240.014t,мин132639526591117опыт 90.1390.0970.0770.0540.040.0240.015
Найти кинетическое уравнение и его параметры, адекватно описывающие экспериментальные кинетические зависимости. Предложить механизм реакции.
Определение вида кинетического уравнения
- Определение текущих концентраций веществ.
Найдем текущие концентрации всех веществ, участвующих в реакции, с помощью формулы: , где Ni количество i-того вещества, ? стехиометрический коэффициент.
Для реагентов ? = -1, а для продукта ? = 1. В нашем случае, можно заменить количества веществ на их концентрации. Формула для расчета концентраций будет иметь вид: СА10-СА1 = СА20-СА2 = СА3-СА30. По экспериментально полученным зависимостям изменения концентрации А2 вычислим изменение концентрации остальных участников реакции. Результаты представлены в таблице 3.
Таблица 3.
ОпытТочки отбора012345678t, мин01234568101С1, моль/л43.9193.8813.853.8323.8213.8133.8053.802С2, моль/л0.20.1190.0810.050.0320.0210.0130.0050.002С3, моль/л00.0810.1190.150.1680.1790.1870.1950.198t, мин01234568102С1, моль/л43.933.8823.8523.8343.8223.8143.8063.802С2, моль/л0.20.130.0820.0520.0310.0210.0140.0060.002С3, моль/л00.070.1180.1480.1690.1790.1860.1940.198t, мин01234568103С1, моль/л43.9223.8783.8513.8343.8223.8143.8063.802С2, моль/л0.20.1220.0780.0510.0340.0220.0140.0060.002С3, моль/л00.0780.1220.1490.1660.1780.1860.1940.198t, мин01.12.23.34.45.56.68.8114С1, моль/л43.8483.7453.6963.6633.6393.6253.613.604С2, моль/л0.40.2480.1450.0960.0630.0390.0250.010.004С3, моль/л00.1520.2550.3040.3370.3610.3750.390.396t, мин00.81.62.43.244.86.485С1, моль/л43.8143.6913.6243.5543.5233.4843.4513.429С2, моль/л0.60.4140.2910.2240.1540.1230.0840.0510.029С3, моль/л00.1860.3090.3760.4460.4770.5160.5490.571t, мин01234568106С1, моль/л43.8613.7633.7073.6753.6483.6323.6143.607С2, моль/л0.40.2610.1630.1070.0750.0480.0320.0140.007С3, моль/л0.10.2390.3370.3930.4250.4520.4680.4860.493t, мин01.32.63.95.26.59.111.77С1, моль/л32.9482.9012.8722.8542.8382.822.812С2, моль/л0.20.1480.1010.0720.0540.0380.020.012С3, моль/л00.0520.0990.1280.1460.1620.180.188t, мин02.85.68.411.21419.625.28С1, моль/л21.9431.9031.881.8571.8451.8241.814С2, моль/л0.20.1430.1030.080.0570.0450.0240.014С3, моль/л00.0570.0970.120.1430.1550.1760.186t, мин01326395265911179С1, моль/л10.9390.8970.8770.8540.840.8240.815С2, моль/л0.20.1390.0970.0770.0540.040.0240.015С3, моль/л00.0610.1030.1230.1460.160.1760.185
- Определение начальных скоростей.
Для определения скоростей в начальный момент времени, строим графические зависимости СА3=f(t) и определяем полиномы кривых. Первая производная полиномиальной зависимости по времени будет уравнением для определения скорости реакции в любой момент времени. Данные графические зависимости представлены на рисунках 1-3.
Опыт №1. Зависимость С3=f(t)
Опыт №2. Зависимость С3=f(t)
Опыт №3. Зависимость С3=f(t)
Рис. 1. Графики зависимости С3=f(t) для опытов № 1, №2, №3.
Опыт №4. Зависимость С3=f(t)
Опыт №5. Зависимость С3=f(t)
Опыт №6. Зависимость С3=f(t)
Рис. 2. Графики ?/p>