反应动力学是研究各种物理、化学因素(如温度、压力、浓度、反应体系中的介质、催化剂、流场和温场分布、停留时间分布等)对反应速率的影响以及相应的反应机理和数学表达式等的化学反应工程的分支学科。
动力学方程的推导是动力学的核心内容,因为化学计量方程形式多变,反应物可能不止一种,有的反应物计量系数可能不为1。这些情况下就不能任意套用公式,以免出现错误。
稳妥也是方便的做法,必须是——直接按照实际情况进行动力学方程推导!
步骤一:列出t和c的对应关系
一般来说,反应速率r只和反应物和催化剂的浓度有关,催化剂在一次动力学实验中浓度不变,所以只需要考虑反应物浓度对r的影响。
所以第一步是根据计量方程式,列出不同反应时刻t下对应的反应物浓度c。
步骤二:写出速率方程r~c
根据反应级数,按照反应速率定义,列出r和c的关系式。
步骤三:移项变形
对于步骤二中写出的微分方程,进行移项变形,微分方程等式左侧为浓度相关项,而右侧一般都是kdt。
步骤四:积分得到c~t
对微分方程进行积分,如果需要的是c和t的线性关系,直接进行不定积分。如果需要用于计算的反应动力学方程,就进行定积分,定积分的下限对应第一步t=0时的反应物起始浓度,而积分上限就是反应t时刻的反应物即时浓度。
按照这四个步骤,基本的动力学方程推导都可以搞掂哦!