Кинетика реакции A+2B→P при заданной стехиометрии

Входные данные и единицы измерения

Начните с величин «Концентрация A (моль/л)», «Концентрация B (моль/л)», «Константа скорости (л/(моль·с))». Для примера в форме указаны Концентрация A (моль/л): 1.1 моль/л; Концентрация B (моль/л): 1.6 моль/л; Константа скорости (л/(моль·с)): 0.015 л/(моль·с). Эти значения задают исследуемую систему: её состав, экспериментальное время или кинетическую характеристику. Если используете лабораторные концентрации, сначала убедитесь, что они отнесены к одинаковому объёму и не подменяют массовую долю или абсолютное количество вещества.

В модели «Кинетика реакции A+2B→P при заданной стехиометрии» важно не заменять экспериментальные величины произвольными числами без проверки размерностей. В расчёте также используются «Время (с)», «Объём (л)». Каждый вход участвует либо в определении скорости, либо в ограничении выхода, либо в вычислении связанного результата. Указать произвольные числовые значения недостаточно: параметры одного опыта должны относиться к одной реакционной системе, а константы разных стадий — к сопоставимой температуре.

Закон скорости и смысл вычисления

Для задачи «Кинетика реакции A+2B→P при заданной стехиометрии» применяется соотношение dξ/dt=k(A₀−ξ)(B₀−2ξ), численное интегрирование. Математическая формула выбирается по принятому механизму и заданным условиям. Различайте порядок реакции и её стехиометрические коэффициенты: они совпадают далеко не всегда, особенно для суммарных, последовательных и каталитических процессов.

При настройках примера показатель «Остаток A, моль/л» равен 0.582608, а «Продукт P, моль/л» — 0.517392. Эти результаты нужны для взаимной проверки и оценки масштаба процесса. Там, где показан состав смеси, полезно проверить, что расход исходных реагентов согласован с накоплением продуктов, а итог не нарушает материальный баланс.

Сравнение двух режимов реакции

В дополнительном примере изменяется показатель «Концентрация A (моль/л)»: вместо 1.1 вводится 0.99. В таком режиме величина «Остаток A, моль/л» равна 0.507014. Этот пример удобен для оценки влияния одного независимого параметра на ход превращения; он не предполагает, что в реальной установке все остальные условия автоматически сохранятся.

Две молекулы B расходуются на одну молекулу A, но эмпирическая скорость пропорциональна первым степеням их концентраций. Это различие между порядком и стехиометрией принципиально. Сопоставляя два режима, проверяйте не только изменение итоговой концентрации или времени, но и физический смысл результата. Более высокая мгновенная скорость не всегда означает больший выход требуемого вещества, если параллельно ускоряется нежелательная реакция либо существует промежуточная стадия.

Ограничения и проверка применимости

Принятое допущение: Скорость эмпирически первого порядка по A и B, хотя расход B по стехиометрии двойной. Эти ограничения важны не меньше самой формулы. Некоторые кинетические уравнения описывают только изотермический опыт, другие предполагают неизменный объём или отсутствие обратной реакции. Если исходная смесь нагревается, перемешивается неравномерно либо наблюдается ингибирование, результаты потребуют отдельной экспериментальной проверки.

Применяя калькулятор «Кинетика реакции A+2B→P при заданной стехиометрии», перед использованием результата на практике проверьте размерности констант, точность измерения времени и концентраций, а также диапазон температур. Не переносите коэффициенты из одной реакции на другую по сходству названия. Измеренная скорость может зависеть от катализатора, перемешивания, диффузии и других факторов, которых нет среди параметров этой расчётной модели.

Формула расчёта

Проверенные примеры

Как пользоваться онлайн-калькулятором

1. Укажите «Концентрация A» (моль/л), от 0.01 до 20.0.
2. Укажите «Концентрация B» (моль/л), от 0.01 до 30.0.
3. Укажите «Константа скорости» (л/(моль·с)), от 1e-06 до 1.0.
4. Укажите «Время» (с), от 0.0 до 3000.0.
5. Укажите «Объём» (л), от 0.001 до 100000.0.
6. Сопоставьте результаты с физическими ограничениями и условием применимости.