Используйте кинетику массовых действий для определения реакций нулевого, первого, второго и обратимого порядка.
Массовое действие описывает поведение реагентов и продуктов в элементарной химической реакции. Кинетика массового действия описывает это поведение как уравнение, где скорость или скорость химической реакции прямо пропорциональна концентрации реагентов.
При реакции нулевого порядка скорость реакции не зависит от концентрации реагентов. Примерами реакций нулевого порядка является синтез из null и моделирование исходного вида, который добавляется в систему с заданной скоростью.
reaction: null -> P
reaction rate: k mole/second
species: P = 0 mole
parameters: k = 1 mole/secondПримечание
При указании null скорость реакции должна быть определена в единицах количества в единицу времени, а не концентрации в единицу времени.
Ввод реакции выше в программное обеспечение и моделирование дает следующий результат:
Кинетика массовых действий нулевого порядка
Примечание
Если количество реагента с кинетикой нулевого порядка достигает нуля до окончания моделирования, то количество реагента может быть ниже нуля независимо от заданного решателя или допусков.
При реакции первого порядка скорость реакции пропорциональна концентрации одного реагента. Примером реакции первого порядка является радиоактивный распад.
reaction: R -> P
reaction rate: k*R mole/(liter*second)
species: R = 10 mole/liter
P = 0 mole/liter
parameters: k = 1 1/second
Ввод реакции выше в программное обеспечение и моделирование дает следующие результаты:
Кинетика массовых действий первого порядка
Реакция второго порядка имеет скорость реакции, которая пропорциональна квадрату или концентрации одного реагента или пропорциональна двум реагентам. Обратите внимание на промежуток между коэффициентом реагента и именем реагента. Без пространства, 2R будет считаться названием вида.
reaction: 2 R -> P
reaction rate: k*R^2 mole/(liter*second)
species: R = 10 mole/liter
P = 0 mole/liter
parameters: k = 1 liter/(mole*second)
Ввод реакции выше в программное обеспечение и моделирование дает следующие результаты:
Кинетика второго порядка с одним реагентом
При использовании двух реагентов скорость реакции зависит от концентрации двух реагентов.
reaction: R1 + R2 -> P
reaction rate: k*R1*R2 mole/(liter*second)
species: R1 = 10 mole/liter
R2 = 8 mole/liter
P = 0 mole/liter
parameters: k = 1 liter/(mole*second)
Введите приведенную выше реакцию в программное обеспечение, и моделирование даст следующие результаты. Существует разница в конечных значениях, потому что начальное количество одного из реагентов ниже, чем у другого. После того как первый реагент израсходован, реакция прекращается.
Кинетика второго порядка с двумя реагентами
Обратимые реакции можно моделировать с помощью двух отдельных реакций или с помощью одной реакции. При одной обратимой реакции скорости реакции для прямой и обратной реакций объединяются в одно выражение. Обратите внимание, что угловые скобки до и после дефиса представляют обратимую реакцию.
reaction: R <-> P
reaction rate: kf*R - kr*P mole/(liter*second)
species: R = 10 mole/liter
P = 0 mole/liter
parameters: kf = 1 1/second
kr = 0.2 1/second
Введение описанной выше реакции в программное обеспечение и моделирование дает следующие результаты. При равновесии, когда скорость прямой реакции равна обратной реакции, v = kf*R - kr*P = 0 и P/R = kf/kr.
