Оглавление:
Основные методы обработки кинетических данных
- Основной метод обработки кинетических данных При кинетическом анализе делается вывод о концентрации вещества на основе измеренных свойств системы, скорости химической реакции. Например, предположим, что вещества A и B реагируют друг с другом с образованием продукта реакции X. A + B = X
- Первоначально концентрации веществ A и B равны a и b соответственно. В этот момент концентрация продукта реакции, естественно, равна нулю. В какой-то момент после начала реакции концентрация полученного продукта X равна jt, а концентрации исходного материала составляют (a-x) и (6-x) соответственно.
Известно, что скорость химической реакции при заданной температуре пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ и во многих случаях отличается от 1. -5м = A (£ 1- (14,1) Людмила Фирмаль
Где £ — константа скорости реакции. Очень быстрые и очень медленные реакции для химического анализа малопригодны. Хотя трудно установить строгие правила или критерии, которые ограничивают использование конкретных реакций в кинетическом методе анализа, все же можно отметить некоторые ограничения применимости.
Аналитические реакции (часто называемые индикаторными реакциями в кинетике) обычно принимаются равными от 1 минуты до 2 часов. Они не используются при использовании обычного оборудования в лабораториях химического анализа, поскольку трудно измерить скорость таких реакций с достаточной точностью. С помощью специального оборудования эти трудности устраняются, а соответствующие ограничения снимаются.
Реакции, которые длятся дольше 2 часов, нежелательны из-за длительного времени анализа. Оптимальным временем измерения скорости реакции считается 10-15 минут. Например, ограничивая температуру, концентрацию реагирующего вещества или вводя в раствор катализатор (или ингибитор), скорость химической реакции можно регулировать в довольно широком диапазоне, поэтому эти пределы Почти необязательно.
- Кинетический метод анализа может в принципе использовать любую реакцию, которая может очень точно измерить скорость, но чаще всего используется так называемая каталитическая реакция, и ее скорость зависит от концентрации катализатора. Если в решении уравнения движения (14.1) есть катализатор, отображается соответствующий коэффициент. kcia-x \ b-x), (14,2) Где c k — концентрация катализатора.
Один из участников реакции, например вещество B, явно находится в избытке, и его уменьшение в результате реакции незначительно, поэтому b-x cz b. Показана типичная кривая скорости. График показывает увеличение концентрации вещества X с течением времени. Кривая 1 первого момента имеет линейное сечение.
Тогда объедините kb = x и вместо (14.2) — ~ = XcDa-x). (14.3) Рисунок 14.1. Людмила Фирмаль
Другими словами, угловой коэффициент кривой движения в первый момент постоянен. На кривой 2 линейное сечение Даже первый момент отсутствует. Способ обработки варьируется в зависимости от характера кривой движения. Сначала рассмотрим кривую 1.
Уравнение (14.3) Только в определенных случаях Инвариантное условие a-q, и это возможно в случае от a-x до a, то есть когда концентрация вещества A существенно не изменяется во время реакции. Рисунок 14 1. Кинетическое решение. Уравнение движения для этой кривой временного интервала принимает вид: Cs «a. (14.4)
Это уравнение является основой для различных вариантов кинетического метода, называемого дифференцированием. Путем интеграции x = y.cKat. (14,5) Обработка данных, показанных кривой 2, несколько сложна, и в области нет a-x, поэтому уравнение движения (14.3) должно быть интегрировано.
Если вы разделяете и объединяете переменные, S ^ -Skc * или -In (a-x) = ksk / + const. Найти постоянную интегрирования из начальных условий: t = 0, x = 0, таким образом, lna = const. Наконец, вы можете написать: В ——— = hsk /. (14,6) * Аналитический метод, основанный на применении этого уравнения, называется интеграцией.
Смотрите также:
Решение задач по аналитической химии
| Качественный анализ масс-спектрометрии | Основные приемы кинетических методов анализа |
| Практическое применение масс-спектрометрии | Практическое применение кинетического метода |
