Обратимая изомеризация A⇌B во времени

Входные данные и единицы измерения

Начните с величин «Начальные A (моль/л)», «Начальные B (моль/л)», «Константа прямой стадии (1/с)». Для примера в форме указаны Начальные A (моль/л): 1.4 моль/л; Начальные B (моль/л): 0.2 моль/л; Константа прямой стадии (1/с): 0.06 1/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 «Обратимая изомеризация A⇌B во времени» важно не заменять экспериментальные величины произвольными числами без проверки размерностей. В расчёте также используются «Константа обратной стадии (1/с)», «Время (с)». 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 «Обратимая изомеризация A⇌B во времени» применяется соотношение dB/dt=kпр A−kобр B; B∞=(A₀+B₀)kпр/(kпр+kобр). 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 «A(t), моль/л» равен 0.585833, а «Равновесная концентрация B, моль/л» — 1.23077. 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 «Начальные A (моль/л)»: вместо 1.4 вводится 1.26. В таком режиме величина «A(t), моль/л» равна 0.530895. Этот пример удобен для оценки влияния одного независимого параметра на ход превращения; он не предполагает, что в реальной установке все остальные условия автоматически сохранятся.

Для обратимой изомеризации кинетика описывает не только конечное отношение A и B, но и скорость приближения к нему из произвольного начального состава. 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: Только две обратимые формы, первый порядок каждой стадии; начальные концентрации могут быть нулевыми. 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 «Обратимая изомеризация A⇌B во времени», 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 «Начальные A» (моль/л), от 0.0 до 100.0.
2. Укажите «Начальные B» (моль/л), от 0.0 до 100.0.
3. Укажите «Константа прямой стадии» (1/с), от 1e-06 до 10.0.
4. Укажите «Константа обратной стадии» (1/с), от 1e-06 до 10.0.
5. Укажите «Время» (с), от 0.0 до 10000.0.
6. Сопоставьте результаты с физическими ограничениями и условием применимости.