При проведении кинетических исследований следует убедиться в безградиентности процесса: повышение интенсивности перемешивания не приводит к росту константы скорости реакции.
Для определения энергии активации необходимо провести не менее двух периодических опытов при различных температурах. В каждом из опытов при фиксированных температурах и
(
должно быть не менее 100 С для уменьшения погрешности в численном значении энергии активации Е) определяют зависимость доли нерастворившегося компонента от продолжительности растворения:
и
,
(
- степень растворения вещества). При этом время растворения вещества
и концентрация растворителя во всех опытах должно быть одинаковым или необходимо фиксировать время достижения одинаковых степеней растворения вещества, а все остальные параметры системы должны остаться неизменными.
Кинетические функции растворения могут быть представлены в виде:
(12)
Если сравнить скорость растворения при равных значениях , то
и
(т.к. начальные концентрации одинаковы исходя из начально заданных условий, а изменение концентрации в ходе растворения стехиометрически связано с долей растворившегося продукта). Поэтому для равных значений
можно записать:
(13)
Отношение, стоящее в правой части уравнения (13), не зависит от времени.
Интегрируя это уравнение и подставляя вместо и
их значения, равные
и
, получим окончательно:
(14)
Необходимо подчеркнуть, что и
означают время, необходимое для достижения одного и того же значения
в первом и втором опытах.
Уравнение (14) показывает, что зависимость от
выражается аппроксимирующей линией, тангенс угла наклона которой к оси абсцисс численно равен энергии активации Е/R.
Вместо определения углового коэффициента прямой, энергию активации можно вычислить по формуле:
(15)
Вычисления по формуле (15) в других интервалах дадут набор значений Е, из которого легко получить наиболее достоверное (среднее) значение энергии активации и среднюю ошибку её определения, которая не должна быть более 10%. В противном случае необходимо искать ошибку в постановке эксперимента или в расчетах. Возможно также изменение механизма процесса растворения. В последнем случае необходимо сузить температурные интервалы и увеличить количество экспериментов.
Физиологическое значение висмута
Не смотря на то, что висмут относится к категории
тяжелых металлов, он является умеренно токсичным элементом. Некоторые источники
даже называют висмут "самым безобидным" тяжелым металлом. ...