Квазистационарное приближение

Рассмотрим закономерности протекания последовательных реакций при двух крайних условиях: k ₁> > k ₂ и k ₂ > > k ₁.

1. При условии k ₁> > k ₂ скорость образования промежуточного вещества будет значительно выше скорости его расходования. В этих условиях близка к т.е. почти все исходное вещество накапливается в виде промежуточного продукта.

2. При условии k ₂ > > k ₁ скорость превращения промежуточного вещества в продукт гораздо выше скорости его образования из начального вещества. Промежуточный продукт не успевает накапливаться и его концентрация в любой момент времени мала и практически постоянна. В таких случаях для анализа кинетических уравнений можно использовать метод квазистационарных концентраций.

В уравнении для концентрации промежуточного вещества можно пренебречь вторым слагаемым и тогда:

Такой режим протекания реакции называется квазистационарным. Приставка «квази» указывает что концентрации с течением времени все же меняются, и процесс нельзя считать полностью стационарным. Аналогичное уравнение можно получит из условия постоянства концентрации промежуточного вещества во времени:

Условие квазистационарности позволяет выражать концентрацию промежуточного вещества через концентрацию реагента и тем самым упрощать кинетическое уравнение:

Таким образом, в кинетических уравнениях сложной реакции остаются лишь концентрации аналитически определяемых веществ, а система дифференциальных уравнений сводится к одному. В этом заключается основной смысл применения описанного метода. Аналогичное упрощение достигается использованием квазиравновесного приближения.