Порядок реакции. Уравнение кинетики 1-го и 2-го порядка. Период полупревращения.

Порядок определяется по применимости к ним тех или иных форм уравнений кинетики реакций. Порядок реакции равен молекулярности такой реакции, кинетическим уравнением которой она может быть представлена. По этому признаку реакции делятся на реакции первого, вто­рого и третьего порядков; следует отметить, что порядок реакции чаше всего не совпадает с её молекулярностью. Примером может служить реакция гидролиза уксусноэтилового эфира или тростни­кового сахара в разбавленном водном растворе СН₃СООС₃Н₅+Н₃О -> СН₈СООН+С₃Н₅ОН C₁₂H₂₂O₁₁+H₂O -> C₆H₁₂O₆+C₆H₁₂O₆ Реакции, в уравнение скорости которых входит концентрация реагирующего вещества в первой степени, называются реакциями первого поряд­ка, а реакции, скорость которых пропорциональна произведению двух концентраций или квадрату концентрации, называется реак­циями второго порядка. Скорость реакции первого порядка при определении ее по ис­чезновению исходного вещества определяется соотношением lnC = - Kt + B --- Это и есть уравнение кинетики для реакции первого порядка. Можно найти время, за которое концентрация исходного ве­щества уменьшится наполовину. Это время именуют периодом полупревращения т. Период полупревращения для реакции первого порядка не зависит от исходной концентрации вещества и за равные промежут­ки времени расходуется одна и та же его доля. В простейшем случае, когда концентрации исходных веществ равны, скорость реакции второго порядка может быть представле­на как V=KC² => Можно сделать вывод, что для реакции второго порядка период полупревращения зави­сит от начальной концентрации вещества. Отсюда следует, что для реакции более высоких порядков период полупревращения обратно пропорционален концентрации исходного вещества в сте­пени на единицу меньше порядка реакции. Порядок реакций нередко бывает дробным. Это, в частности, отмечается для реакций, проходящих последовательно.

22. Зависимость скорости реакции от температуры. Температурный коэффициент скорости реакции.

При повышении температуры в значительной степени увеличивания скорость химических реакций. Это увеличение можно характеризовать при помощи температурного коэффициента скорости реакции, который представляет собой отношение констант скоростей при изменении температуры на 10°. По приближенному правилу (эмпирическое правило Вант Гоффа) повышение температуры на 10° вызывает увеличение скорости реакции примерно в 2 — 4 раза. Более точно зависимость скорости реакции от температуры выражается уравнением Аррениуса. Уравнение показывает, что логарифм отношения констант на­ходится в линейной зависимости от величины, обратной темпера­туре (1/Т). Экспериментальные исследования показывают, что, пользуясь уравнением Аррениуса, можно достаточно точно опре­делить действительные изменения скорости реакций с изменением температуры. Таким образом, для химических процессов, протекающих в организме, выявляется так называемый «температурный оптимум», который для теплокровных животных лежит в интервале при­мерно 36—42° С.

Возрастание скорости реакции с ростом температуры принято характеризовать температурным коэффициентом ско­рости реакции — числом, показывающим, во сколько раз воз­растает скорость данной реакции при повышении температуры си­стемы на 10 градусов. Температурный коэффициент различных реакций различен. При обычных температурах его значение для большинства реакций лежит в пределах от 2 до 4. Это на первый взгляд небольшое значение температурного коэффициента обусловливает, однако, большое возрастание скорости реакции при значительном повышении температуры. Например, если темпера­турный коэффициент равен 2,9, то при возрастании температуры на 100 градусов скорость реакции увеличивается на 2,9'°, т. е, приблизительно в 50000 раз.