Результаты одного лабораторного периодического опыта в принципе позволяют определить кинетическую функцию . В действительности нужно провести серию опытов в диапазоне интересующих значений концентрации активного реагента и температуры. Это необходимо для обеспечения надежности кинетических величин.
Кроме того, проведение серии опытов необходимо для экспериментального подтверждения инвариантности кинетической функции относительно концентрации и температуры.
Результатом такой серии опытов будет совокупность кривых . Из каждой кривой нужно определить кинетическую функцию, вычислив для ряда значений
соответствующие значения х по формуле (18). Из этой формулы следует, что для расчета нужно знать время полного растворения
в периодическом опыте и иметь достаточно надежные данные о ходе кинетической кривой во всем диапазоне значений
от 0 до
.
Аргумент кинетической функции х есть отношение продолжительности растворения и времени полного растворения
. Величина
играет, следовательно, роль нормировочного множителя или масштабного коэффициента, позволяющего выразить время в безразмерных единицах. В качестве такого коэффициента с равным успехом может быть использовано время, необходимое для достижения любого фиксированного значения
. Пусть это фиксированное значение равно
, оно должно быть выбрано таким образом, чтобы изменению
от 1 до
соответствовали достаточно надежные участки всех экспериментальных кривых. Время, необходимое для достижения значения
при постоянных температуре и концентрации активного реагента, обозначим через
. Введем теперь новое безразмерное время
:
. При обработке экспериментальных данных относящихся к каждому проведенному опыту, вместо определения х по формуле (18) вычисляют значения
по формуле:
(25)
где -время, необходимое для достижения
в периодическом опыте.
В результате такой обработки экспериментальных данных получают зависимость доли нерастворившегося компонента от безразмерного времени
при постоянных концентрации активного реагента и температуре. Нетрудно убедиться в том, что, зависимость
есть полный аналог кинетической функции
. Аргументы х и
отличаются друг от друга лишь постоянным множителем.
Действительно, из соотношений и
следует, что
(26)
где - значение безразмерного времени х, отвечающее выбранной фиксированной величине
. Соотношение (26) показывает, что зависимость
сохраняет присущее кинетической функции свойство инвариантности относительно условий проведения процесса (поскольку величины х и
не зависят от этих условий).
Переход от функции к кинетической функции
эквивалентен простому изменению масштаба по оси абцисс. Это поясняется рисунком 2, где обе зависимости
и
- изображаються одной и той же кривой и различаются только масштабом по оси абцисс. В отличие от х, изменяющегося от 0 до 1, аргумент зависимости
изменяется от 0 до некоторого значения
.
Фторирование и дефторирование воды
...
Теоретические основы электрохимической коррозии
Металлы
составляют одну из основ цивилизации на планете Земля. Их широкое внедрение в
промышленное строительство и транспорт произошло на рубеже XVIII-XIX веков. В
это время появился первый ...
Фосфор и его соединения
Пятая группа Периодической системы включает два типических элемента азот
и фосфор – и подгруппы мышьяка и ванадия. Между первым и вторым типическими
элементами наблюдается значительное раз ...