Каковы особенности параллельных, последовательных и сопряженных реакций? Приведите примеры указанных реакций. Напишите кинетические уравнения для простых реакций: 1) А(ж) + 2В(ж) = 2С(ж); 2) А(г) + 2В(ж) = 2С(г); 3) А(г) + 2В(г) = 2С(г); 4) А(ж) + 2В(т) = 2С(ж).
Решение
Параллельными называются реакции, у которых одни и те же исходные вещества, но разные продукты реакции. Например, при конверсии метана с водяным паром могут идти две параллельные реакции:
СН4 + Н2О = СО + 3Н2;
СН4 + 2Н2О = СО2 + 4Н2.
Другой пример параллельных реакций – разложение хлората калия:
2KClO3 = 2KCl + 3O2;
4KClO3 = 3KClO4 + KCl.
Последовательными называются реакции, в которых продукты одной реакции являются исходными веществами для второй реакции. Например, взаимодействие оксида азота (II) с хлором проходит в две последовательные стадии: NO + Cl2 = NOCl2 и NOCl2 + NO = 2NOCl.
Сопряжёнными называют такие реакции, когда вещество А может вступать в реакцию с веществом В и с веществом С, то реакция с веществом С невозможна без протекания реакции с веществом В
. Вещество А, которое участвует в обеих реакциях, называется актор. Вещество В, которое реагирует с веществом А в первой реакции (она идёт независимо от протекания других реакций) называется индуктором. Веществ С, которое может вступать во взаимодействие с веществом А только в случае, если идёт реакция А + В, называется акцептором. Примером сопряженных реакций является взаимодействие бензола с пероксидом водорода в присутствии солей двухвалентного железа:
1) Fe2+ + H2O2 = Fe3+ + OH- + OH•;
2) Fe2+ + OH• = Fe3+ + OH-;
3) C6H6 + OH• = C6H5• + H2O;
4) C6H5• + OH• = C6H5OH.
1) А(ж) + 2В(ж) = 2С(ж)
w = k∙СА∙СВ2,
где w – скорость реакции;
k – константа скорости реакции;
СА и СВ – концентрации реагирующих веществ.
2) А(г) + 2В(ж) = 2С(г) – реакция гетерогенная, идёт на границе раздела фаз