8.5.8 * Vratné reakce, izomerizace
Izomerizace cis–1,2-dimethylcyklopropanu(A)
trans–izomér(R)
je při teplotě 453 °C oboustraně
reakcí prvního řádu. Pro uvažovanou reakci byly získány tyto experimentální údaje:
| τ/s | 0 | 225 | ∞ |
| podíl cis formy v % | 100 | 62,3 | 30,0 |
Vypočítejte rovnovážnou konstantu úhrnné reakce a rychlostní
konstanty přímé a zpětné reakce. Na základě získaných hodnot
načrtněte schematicky závislost průběhu koncentrace obou látek na
čase bude-li se vycházet z čistého:
a) cis- b)
trans- izoméru.
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
Výsledek
K = 7/3, k1 = 0,00241 s−1, k2 = 0,00103 s−1.
Postup
Rovnovážnou konstantu určíme z hodnot v nekonečném čase. Ze vztahu (8.53) a hodnot cA0 = 100, x = 100−62,3, τ = 225, k1 = K k2 = (7/3)k2, cR0 = 0 vypočteme konstantu k2 a z ní a rovnovážné konstanty i k1.
Řešení
Z údajů při nekonečném čase určíme rovnovážnou konstantu
K = 7/3 = k1/k2 = cA/cR. V čase
τ = 225 s platí, eventuálně volíme : cA0 = 100
mol/m3, cR0 = 0 mol/m3, cA = 62,3 mol/m3,
cR = 37,7 mol/m3 a k2 = k1/K.
Ze vztahu (8.53) po úpravě dostaneme
a k2 = Kk1 = 0,00103 s−1. Průběh koncentrací obou izomérů v závislosti na čase je uveden ve výsledcích.