VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014
ИЗУЧЕНИЕ СКОРОСТИ МОНОМОЛЕКУЛЯРНОЙ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
В истории химической кинетики мономолекулярные реакции занимают особое место, так как статистическая обработка экспериментальных данных при изучении скорости мономолекулярной химической реакции используется повседневно в химической промышленности. Мономолекулярные реакции - химические реакции, в которых одна молекула подвергается превращению. К мономолекулярным реакциям относят многочисленные реакции распада сложных молекул (диссоциация) и изомеризации. Скорость химической реакции - количество вещества, которое вступает в реакцию или образуется при реакции за единицу времени в единице объема системы.
На практике при изучении скорости мономолекулярной химической реакции получили зависимость количества вещества в реакционной смеси к моменту времени, прошедшего от начала опыта:
|
x |
3 |
6 |
9 |
12 |
15 |
18 |
21 |
24 |
|
y |
57,6 |
41,9 |
31,0 |
22,7 |
16,6 |
12,2 |
8,9 |
6,5 |
Значительное число нелинейных зависимостей, встречающихся в химической практике, может быть описано следующими уравнениями: .
Первое и второе уравнения легко привести к линейному виду, прологарифмировав их:
, где ;
, где .
Для приведения третьего уравнения к линейному виду выполним преобразование: , где .
На рис. 1. отображены диаграммы значений новых переменных (Xi ; Yi) для каждой из рассмотренных моделей. Для первой модели точки располагаются вдоль некоторой прямой, поэтому зависимость y от x выражается формулой .
Рис.1. Диаграммы рассеяния.
|
Рис.2. Диаграмма рассеяния и выравнивающая опытные данные линия регрессии. |
Вычислив все необходимые параметры, построим уравнение линейной регрессии: . Тогда уравнение нелинейной регрессии будет иметь вид: . На рисунке 2 построен график полученной зависимости, который подтверждает, что составленная модель хорошо воспроизводит опытные данные. Полученная регрессия позволяет находить оценки предполагаемого количества вещества в реакционной смеси к заданному моменту времени. |
Литература:
1. Антипина С. Г. Основы хемометрики. Часть 1. Прикладная статистика для химиков-технологов: учебное пособие / С.Г.Антипина, В.Ф. Каблов; ВПИ(филиал) ВолГТУ. – Волгоград: ИУНЛ ВолГТУ, 2013. – 140 с.
2. http://enc-dic.com/enc_chemistry/Monomolekuljarne-reakcii-1882.html
3. Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. Учеб. для вузов. 4-е изд., испр. М.: Высш. шк., Изд. центр "Академия", 2001. 743 с.