8.6.1 * Lindemannův mechanismus rozkladných reakcí

Tepelný rozklad látky A za tlaku probíhá podle schematu A  →  R a vystihuje jej často reakce I. řádu

displaymath

Za předpokladu, že tento rozklad probíhá podle tzv. Lindemannova schematu

displaymath

kde A* je velmi reaktivní meziprodukt, který se v reakční směsi nachází v malém množství a jehož koncentrace se prakticky nemění s časem, odvoďte závislost pro přírůstek látky R s časem.

Výsledek

displaymath

Postup

Vyjádříme si z podmínky stacionárního stavu koncentraci aktivního meziproduktu a tu dosadíme do diferenciální rovnice pro přírůstek produktu.

Řešení

Pro přírůstek látky R s časem platí vztah

displaymath

Změna koncentrace meziproduktu A* je daná relací

displaymath

Aplikujeme-li podmínku pro stacionární stav reaktivního meziproduktu, tj.
(dcA*/dτ) = 0, dostaneme z (8.77) pro koncentraci meziproduktu

displaymath

Dosazením této hodnoty do (8.76) obdržíme

displaymath

kde k2' = k2/k3. Podle hodnoty k2'cA můžeme uvažovat dva extrémní případy

displaymath

Při nízkých koncentracích (a tím i tlacích) bude rozklad probíhat podle reakce II. řádu, při vysokých koncentracích podle I. řádu. Rovnici (8.79) také můžeme přímo integrovat a získáme

displaymath