Параллельные реакции

Очень часто, особенно в органической химии, исходные вещества реагируют сразу по нескольким направлениям, причем в каждом – со своей скоростью. Например, при нитровании фенола получаются три изомера: орто-, мета-, и пара-. Или при разложении бертолетовой соли:

Рассмотрим простейший случай двух параллельных необратимых реакций первого порядка:

, где:

а – начальная концентрация вещества А,

х – количество вещества А, вступившего в реакцию к моменту времени τ,

х1 – количество вещества А, вступившего в реакцию по направлению 1,

х2 – количество вещества А, вступившего в реакцию по направлению 2.

х= х1+ х2 (1)

; (2);

(3)

(4);

(5)

Уравнение (5) похоже на уравнение, полученное для необратимой реакции 1-го порядка.

Экспериментально определяя х для какого-то τ по уравнению (5), вычисляем сумму констант скоростей . Для вычисления каждой константы в отдельности необходимы дополнительные условия:

;;; (6)

Отношение количеств исходного вещества, вступивших в реакцию в том и другом направлении, в течение всего процесса постоянно.

Используя уравнения (6) и (5), можно вычислить каждую из констант в отдельности. Рассмотрим случай двух параллельных необратимых реакций 2-го порядка.

, где: а и b – концентрации исходных веществ,

х – убыль концентрации одного из реагирующих веществ.

,

Аналогично полученному ранее для необратимой реакции 2-го порядка.

Copyright © 2024 - All Rights Reserved - www.chemicalnow.ru