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化學反應動力學分析怎麼做

發布時間:2022-08-26 18:36:13

⑴ 化學分析都有哪些方法

按照習慣大類分成化學分析法,電化學分析法和儀器分析法
化學分析裡麵包括滴定法(氧化還原滴定,酸鹼滴定,絡合滴定等),重量分析法等等
電化學分析裡麵包括循環伏安,極譜,電解等等方法
儀器分析就更多了,紫外可見分光光度法(UV-Vis),原子發射光譜法,色譜法(包括氣相色譜GC,高效液相色譜HPLC),毛細管電泳(CE),核磁共振(NMR),X粉末多晶衍射(XRD),質譜(MS)等等~
化工數據處理一般都是套用每個反應不同的熱力學和動力學模型來做的,特別是表觀動力學是肯定要做的

⑵ 關於化學反應動力學中 化學方程式的反應級數的確定 怎麼用實驗的方法去搞定需要做哪些具體的工作

反應級數定義
反應,實驗測得其速率方程式為;則 m 稱為反應物A的分級數(Partial order of A);n 稱為反應物B的分級數(Partial order of B);(m+n)為反應的級數。
對於基元反應m=a, n=b, m+n=a+b, 且a,b均為簡單整數。反應級數越大,表示濃度對反應速率影響越大。
舉例
例1:
基元反應 CO (g) + NO2 (g) = CO2 (g) + NO (g) 有 V = k (CO) (NO2)
故對CO是1級反應;對NO2是1級反應;該反應為2級反應。2級反應k 的量綱:mol-1·dm3·s-1。
例2:
H2(g) + Cl2(g) = 2 HCl(g) v = k (H2)(Cl2)1/2 (鏈式反應機理[1]) 對H2 是1級反應,對Cl2 是1/2級反應,反應為3/2級反應。
例3:
2 Na(s) + 2 H2O (l) = 2 NaOH (aq) +H2 (g) v = k (Na)0 = k 0級反應——反應速率與反應物濃度無關。
4.4.2 零級反應
反應 A → B 是零級反應有:,得:;
相當於Y = aX + b 型直線方程;作c — t曲線,得一直線,其斜率的負值是速率常數k,單位是(L·mol-1 )-1 ·s-1
4.4.3 一級反應
例4:
設某個一級反應為:A → B,有,得即,亦相當於 Y = aX + b 型直線方程; lgcA - t呈線性關系,直線斜率為。k 的單位:s-1。
半衰期:即反應進行一半所需的時間。T = t1/2是反應物消耗了一半的時間,稱為反應的半衰期。
當時,對於 t = t 1/2,,稱為半衰期,t 1/2 可由下式求得:
由得:
即有:
4.4.4 二級反應
A → B為二級反應,有,可得即,亦是 Y = aX + b 型直線方程,作圖,則直線斜率為s=k,截距為,k 的單位:(L·mol-1)1·s-1。
4.4.5 三級反應
A → B為三級反應,有即,得: 積分得:,可見呈線性關系。k 單位是(L·mol-1)2·s-1。
可見分別以作圖,圖形呈直線時,分別表示反應是零、一、二、三級反應。

⑶ 用origin 軟體怎麼畫圖測定化學反應動力學

純新自造非常難,只能找別人文獻中現成的近似非線性擬合方程(或者近似的經典方程),憑經驗就行修改;或者用純數學方法推導(這個我不懂)。如果還有其他方法,我也學習一個!

⑷ 用 origin 軟體怎麼畫圖測定化學反應動力學

多變數的的動力學數據很難直接得到比較直觀的動力學信息。一般測定時可以採用控制變數法,保證一個系列的實驗數據只對應一個反應物濃度的變化。通常的做法是讓其他反應物遠遠過量,而在測定過程中幾乎保持恆定。這樣得到的就是一種物質的濃度對時間的數據。

在Origin里對這樣的數據作擬合時,通常都盡可能的使數據擬合成直線。這樣既直觀,也保持可靠性。但不同的反應里濃度對時間並不總是線性關系:對零級反應有,c=c0-kt;對一級反應有,lnc=lnc0-kt;對二級反應有,1/c=1/c0+kt……
對不同級數的反應,要首先對濃度數據作一定處理,使其適用於使圖像呈直線的擬合方程:對零級反應,直接作c~t圖,擬合直線的斜率的相反數為速率常數;對一級反應,先根據c求出lnc,再作lnc~t圖,擬合直線斜率的相反數為速率常數;對二級反應,先根據c求出1/c,再作1/c~t圖,擬合直線的斜率為速率常數……

如果反應機理未知,則需要用不同反應級數的擬合方程進行嘗試,選擇相關性最好的一個擬合,同時也可以確定反應級數。

⑸ 化學分析都有哪些手段

主要是化學分析法,電化學分析法和儀器分析法。化學分析法又分為定量分析和定性分析,定性分析主要是分析溶液中陽離子存在與否,採用硫化物五個系列,如Cu2+,Fe3+等等,定量分析主要是滴定分析和重量法分析,如酸鹼滴定,沉澱滴定,氧化還原滴定和配位滴定,重量分析如BaSO4沉澱,用馬弗爐培燒稱重,計算含量。儀器分析又包括紅外光譜法,原子吸收法,氣相液相色譜法,元素分析法,ICP等等,很多,按需要選擇。

⑹ 怎樣提出一個反應的動力學模型

反應動力學是研究化學反應速率以及各種因素對化學反應速率影響的學科。傳統上屬於物理化學的范圍,但為了滿足工程實踐的需要,化學反應工程在其發展過程中,在這方面也進行了反應動力學大量的研究工作。絕大多數化學反應並不是按化學計量式一步完成的,而是由多個具有一定程序的基元反應(一種或幾種反應組分經過一步直接轉化為其他反應組分的反應,或稱簡單反應)所構成。反應進行的這種實際歷程稱反應機理。

一般說來,化學家著重研究的是反應機理,並力圖根據基元反應速率的理論計算來預測整個反應的動力學規律。化學反應工程工作者則主要通過實驗測定,來確定反應物系中各組分濃度和溫度與反應速率之間的關系,以滿足反應過程開發和反應器設計的需要。
按化學反應的不同特點和不同的應用要求,常用的動力學模型有:
基元反應模型根據對反應體系的了解,擬定若干個基元反應,以描述一個復雜反應

反應動力學
(由若干個基元反應組成的反應)。按照擬定的機理寫出反應速率方程,然後通過實驗來檢驗擬定的動力學模型,估計模型參數。這樣得到的動力學模型稱為基元反應模型。合成氨的鏈反應機理動力學模型即為一例。

分子反應模型根據有關反應系統的化學知識,假定若干分子反應,寫出其化學計量方程式。所假設的反應必須足以反映反應系統的主要特徵。然後按標准形式(冪函數型或雙曲線型)寫出每個反應的速率方程。再根據等溫(或不等溫)動力學實驗的數據,估計模型參數。這種方法已被成功地用於某些比較復雜的反應過程,例如乙烷、丙烷等烴類裂解。
經驗模型從實用角度出發,不涉及反應機理,以較簡單的數學方程式對實驗數據進行擬合,通常用冪函數式表示。

對於有成千上萬種組分參加的復雜反應過程(如石油煉制中的催化裂化),建立反應動力學
描述每種組分在反應過程中的變化的分子反應模型是不可能的。近年來發展了集總動力學方法,將反應系統中的所有組分歸並成數目有限的集總組分,然後建立集總組分的動力學模型。集總動力學模型已成功地用於催化裂化、催化重整、加氫裂化等石油煉制過程。

⑺ 如何分別用動力學與熱力學分析反應,求步驟與技巧

利用標准摩爾熵變(熱力學)來分析化學反應的進行,對於反應 aA+Bb=eE+dD.
有△rSm一(298k)=(eS m一(E)+ dS m一(D))-(aS m一(A)+ bS m一(B))
例3、 計算反應 2 O3(g)=3 O2(g) 在298K時的△rSm一。
【解】 查表得 Sm(-)(O2,g)=205.1 J·mol-1·K-1
Sm(-)(O3,g)=238.9 J·mol-1·K-1
△rSm一(298k)=3 Sm(-)(O2,g)-2 Sm(-)(O3,g)
=3×205.1-2×238.9
=137.5 J·mol-1·K-1
答 該反應的標准摩爾熵變為137.5J·mol-1·K-1
所以該反應能進行。

⑻ 化學反應動力學

5.2.1.1 化學反應速率與化學反應動力學方程

化學反應動力學方程主要以速率方程的形式表達。

化學反應一般的化學計量表達式可表示為:

地球化學原理與應用

式中:vi為化學計量系數;Yi為參加反應的物質。vi對產物為正值,對反應物為負值,其反應速度定義為:

地球化學原理與應用

式中:ξ為反應進程度,定義為:

ξ(t)={[Yi]-[Yi0}/vi

當離開平衡狀態時,總反應速度為:

地球化學原理與應用

顯然化學反應速度方程是非線性的。其中Rf和Rr分別正、逆反應速度,[Yi]的指數叫做該反應對物質i的反應級數,vi=1稱為一級反應,vi=2稱為二級反應,其餘類推。

對於一級反應速度方程為:

地球化學原理與應用

對於簡單可逆一級反應A=B,速度方程為:

地球化學原理與應用

對於不可逆二級反應,速度方程為:

地球化學原理與應用

對於簡單可逆二級反應,速度方程可有下列5種形式:

地球化學原理與應用

5.2.1.2 化學反應速度理論與化學反應速率常數

地球化學反應速率的獲得一般有3個方面的途徑:一是實驗測定,其指導思想是唯象方法,即力圖將一個體系的反應速率與體系的可觀測的宏觀物理量(如成分、溫度、壓力、體積和時間等)聯系起來,用宏觀參數表達其速度常數,根據體系的不同,可分別採取初始速率法、唯象速率的積分-弧立法、弛豫法、多級反應方法等;二是通過分子結構理論,由單相的性質推導出多相反應的速率及其機制,即在原子和分子的級別上,了解反應進行的本質;三是精細礦物學工作,獲得礦物的精細結構、缺陷、內部分帶及有序無序的分配等方面的性質,以推導出礦物晶體生長及物質擴散的速率及機制。第一個和第三個途徑分別屬於實驗地球化學和實驗礦物學的范疇,不在此討論。這里主要涉及與速率理論有關的第二方面的內容。

反應速度理論主要有「碰撞理論」和「過渡態理論」。

(1)碰撞理論

碰撞理論是在分子運動論基礎上,接受了阿累尼烏斯關於「活化分子組」和「活化能」的概念而發展起來的。以簡單反應A+B→C為例,認為A和B分子的碰撞接觸是發生化學反應的前提,而且只有那些能量較高的活化分子組的碰撞即所謂「有效碰撞」,並能滿足一定空間配置幾何條件時反應才能發生。

反應物分子的碰撞以ZAB代表A和B兩種分子在單位時間、單位體積內的碰撞數,並稱為碰撞頻率;nA和nB分別代表每毫升中A和B的分子數;dAB代表A和B分子半徑之和;V代表分子平均相對速度;M代表分子量,MA與MB分別代表分子A與分子B的分子量,則據分子運動論求得:

地球化學原理與應用

式中:ZAB為當CA=CB=1mol/L時,每升每秒內A和B發生碰撞的摩爾組數。

有效碰撞頻率是指活化能指數

在總碰撞數ZAB中所佔比例,即有效碰撞頻率為:

地球化學原理與應用

因此有:

地球化學原理與應用

從而反應速率為:

地球化學原理與應用

它與質量作用定律應用於簡單反應A+B→C所得速率方程V=kCACB相比較得:

地球化學原理與應用

(2)過渡態理論

過渡態理論,又稱為活化絡合物理論。它認為在一個反應中,先形成一種過渡態物質不穩定的活化絡合物,這種活化絡合物一方面能迅速地與反應物達到熱力學平衡,另一方面可分解為產物,化學反應的速度就是單位時間、單位體積內活化絡合物分解的量。

反應式可寫成:

A+BC=A…B…C→AB+C (5.25)

式中:A,B,C各代表一個原子,…代表不穩定結合。由A與BC反應生成AB+C的反應速率主要由A+BC反應形成活化絡合物A…B…C的速率決定,其反應速度為:

地球化學原理與應用

式中:NA和NB為A和B的分子數;qA和qB分別為A和B絡合物的配分函數;

為除反應模外絡合物所有其他模內能量分配的配分函數;K(Γ)為穿透系數;μ=dx/P,μ=γmAmB/(mA+mB);P為反應動量。其反應速度常數為:

地球化學原理與應用

若以平均穿透系數

近似代替速度常數K(Γ),並用單位體積和摩爾配分函數Q=qA/>(VN0),(5.27)式可近似為:

地球化學原理與應用

這就是艾林方程,它表明利用反應物及活化絡合物的結構數據就可計算出反應的速度常數K(T)

過渡態理論可以運用於氣相、液相和復相反應,目前地球化學中的反應動力學理論主要建立在過渡態理論上。

⑼ 如何用origin做動力學

熱解動力學分析-怎樣用origin進行動力學分析?
請問大家怎樣在origin裡面進行熱解動力學分析啊,具體怎樣設置?看了本書也沒看懂,請大家幫幫忙吧,謝謝。
實際上就是以轉化率為基礎,結合熱分解動力學方程,利用Origin進行數據處理和畫圖、還可以作些擬合。選擇適合你樣品的分解動力學模型是關鍵。origin只是一個工具,因為它可操作性大,不像儀器廠商提供的,很多都只有有限的幾種模型。熱分解動力學方程可參考胡榮祖老師的熱分析動力學一書。
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用 origin 軟體怎麼畫圖測定化學反應動力學?
題目:
用 origin 軟體怎麼畫圖測定化學反應動力學?
origin 軟體畫圖,怎麼完成速率方程的測定.
本人試過,輸入數據後,需擬合出曲線,這一步貌似沒有現成的公式,要自己編輯公式.
希望回答能詳細點!

解答:
多變數的的動力學數據很難直接得到比較直觀的動力學信息.一般測定時可以採用控制變數法,保證一個系列的實驗數據只對應一個反應物濃度的變化.通常的做法是讓其他反應物遠遠過量,而在測定過程中幾乎保持恆定.這樣得到的就是一種物質的濃度對時間的數據.
在Origin里對這樣的數據作擬合時,通常都盡可能的使數據擬合成直線.這樣既直觀,也保持可靠性.但不同的反應里濃度對時間並不總是線性關系:對零級反應有,c=c0-kt;對一級反應有,lnc=lnc0-kt;對二級反應有,1/c=1/c0+kt……
對不同級數的反應,要首先對濃度數據作一定處理,使其適用於使圖像呈直線的擬合方程:對零級反應,直接作c~t圖,擬合直線的斜率的相反數為速率常數;對一級反應,先根據c求出lnc,再作lnc~t圖,擬合直線斜率的相反數為速率常數;對二級反應,先根據c求出1/c,再作1/c~t圖,擬合直線的斜率為速率常數……
如果反應機理未知,則需要用不同反應級數的擬合方程進行嘗試,選擇相關性最好的一個擬合,同時也可以確定反應級數.

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