Приклад розв’язання задачі. До п.1. Константи швидкості паралельних реакцій k1, k2 і k3 визначимо за допомогою системи рівнянь (16):

До п.1. Константи швидкості паралельних реакцій k₁, k₂ і k₃ визначимо за допомогою системи рівнянь (16):

(16)

де [A]₀ – початкова концентрація вихідної речовини А,

[A]₁, [B]₁, [C]₁, [D]₁ – концентрації реагентів на момент часу t₁.

Концентрацію [D]₁ обчислимо за рівнянням (17):

[D]₁ = [A]₀-([A]₁+ [B]₁+ [C]₁) (17)

[D]₁ = 150-(108+16+5) = 21 (моль/дм³)

Тоді система рівнянь (16) має вигляд:

і k₁ = 0, 005 хв^-1; k₂ = 0, 0016 хв^-1; k₃ = 0, 0066 хв^-1.

До п.2. Концентрації компонентів у реакційній суміші на будь-який момент часу можна розрахувати за допомогою рівнянь (18), (19), (20), (21):

(18)

(19) (20)

(21)

Для часу t®¥ концентрація вихідної речовини А [A]_t®¥ дорівнює нулю, а концентрації продуктів паралельних реакцій [B], [C] і [D] будуть максимальними і визначаються відповідними константами швидкості:

(моль/дм³)

(моль/дм³)

(моль/дм³)

До п.3. Час t₂, до якого концентрація речовини С складатиме 75% від максимально можливої, тобто [C]₂ = 0, 75 × [C]_max = 0, 75 × 18, 18 = 13, 635 (моль/дм³), визначимо за допомогою рівняння (20):

хв

До п.4. Час напівперетворення t_1/2 для реакції першого порядку обчислимо за рівнянням (22):

(22)

хв.

Швидкість паралельних реакцій на момент часу t_1/2 обчислимо за рівнянням (23):

w=k[A]_1/2, (23)

де k – константа швидкості відповідної реакції; [A]_1/2 = 75 моль/дм³.

Тоді

w₁ = k₁[A]_1/2 = 0, 005 × 75 = 0, 375 (хв^-1× моль/дм³)

w₂ = k₂[A]_1/2 = 0, 0016 × 75 = 0, 120 (хв^-1× моль/дм³)

w₃ = k₃[A]_1/2 = 0, 0066 × 75 = 0, 495 (хв^-1× моль/дм³)

До п.5. Будуємо графік залежності концентрації реагентів від часу [A], [B], [C], [D] = f( t ) (Рис.4)

Для цього обчислюємо [A], [B], [C], [D] у різні моменти часу за рівняннями (18), (19), (20), (21).

Таблиця 2.7

Рис.4. Залежність концентрації учасників паралельної реакції від часу