Кинетические кривые для последовательных реакций.

КИНЕТИКА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ.

Последовательныминазываются реакции, состоящие из нескольких стадий, следующих друг за другом, например, гидролиз трисахаридов в кислой среде:

Рассмотрим реакцию, состоящую из двух мономолекулярных стадий:

Вещество В в данной реакции является промежуточным веществом.

Обозначим через а – начальную концентрацию вещества А ( = а). Тогда концентрация реагента А в момент времени равна , реагента В в момент времени , реагента С в момент времени . Т. е. в начале реакции идет образование вещества В, пока концентрация реагента А достаточна велика. Одновременно реагент В расходуется на образование вещества С.

Напишем кинетические уравнения последовательной реакции.

Скорость реакции по изменению концентрации реагента А запишется (I ступень):

Скорость реакции по изменению концентрации реагента В (II ступень) запишется:

Скорость реакции по приросту концентрации реагента С (III ступень) запишется:

Кинетические кривые для последовательных реакций.

Концентрация вещества А с течением времени плавно уменьшается до нуля, что отображает кинетическая кривая для реагента А.

Концентрация реагента С в ходе реакции плавно возрастает, пока не достигнет своего максимального значения, что также отображается ходом кинетической кривой для данного реагента.

Кинетическая кривая для реагента В имеет максимум. Он обусловлен тем, что в начале процесса, пока концентрация вещества А достаточна большая, расходование вещества В компенсируется расходованием вещества А. На кинетической кривой – рост. Когда вещества А становится очень мало, то оно уже не может компенсировать расход вещества В на II ступени, поэтому на кинетической кривой наблюдается спад.

Время, за которое достигается максимальное значение концентрации вещества В, называют , оно зависит от соотношения констант скоростей стадий и .

Рассмотрим два случая относительно разности значений констант скоростей и .

1. Когда скорость первой стадии намного больше скорости второй стадии: > .

В этом случае достижение максимальной концентрации промежуточного вещества В происходит быстро. Максимум, соответствующий ,смещается к началу координат.

2.Когда скорость первой стадии намного меньше скорости второй стадии: < .

В этом случае накопление промежуточного вещества В идет медленно,смещается дальше от начала координат. После достижения максимального времени идет быстрый расход компонента В.