rate-limiting step

[YuraM]

Уважаемые пользователи форума,

столкнулся с проблемой определения скорость лимитирующей стадии.

Есть реакция AB + C -> AC + B. Она состоит из двух элементарных стадий

AB <-> A + B (k1, k-1)

A + C -> AC (k2)

К своему стыду не могу определить, какая стадия будет определять скорость реакции. Константы нашел из профайла изменения энергии Гиббса реакции -
k1 = 1.15E-2
k-1 = 1.16E+3
k2 = 7.24E-1

Начальные кон-ции [AB] = 0.017 M, [C] = 0.5 M

Есть идеи?

Спасибо заранее!

[EvgeniX]

Ну так забейте в кинетическую программу (Kinetic System Solver на этом форуме я выкладывал) и посмотрите численно. А потом просто подставьте текущие концентрации в выражения для скоростей.

[Reizen]

(осторожно)
По-моему, даже на глаз можно сказать - реакция образования A идёт медленно, реакция взаимодействия A с С - быстро. Далее, начальная концентрация АВ мала (следовательно, образовываться вещества А будет тоже мало), а нач.концентрация С - избыточна.

Вывод - скоростьлимитирующей будет первая стадия!

[amik]

Редкий случай, когда тема переезжает из квантовой химии в "просто физхимию".

[YuraM]

Спасибо за ответы. Не хочется мне тут решаь численно, однако, по программе, кот предложил Евгений, вроде 2-ая стадия медленней. Я тут придумал другой, надеюсь, адекватный способ сравнения. По-сути, надо сравнить r1=k1*[AB] и r2=k2*[A][C]. Вроде как [C] в избытке, поэтому просто включим его в константу и получим r2=k2'*[A]. Теперь, чтобы сравнить эти две скорости, надо оценить [AB] и [A]. Примерное отношение можно узнать из равновесной константы, K=k1/k-1. При этом получиться [AB]/[A] ~ 100. Тогла вроде как получается, что вторая стадия будет медленнее. Такие вот рассуждения.

[Ferom]

Ваша задача напоминает классический пример из курса х.к. о квазиравносвесном приближении, когда k2<<k-1. В таком случае r2=[AB]k1k2/k-1, т.е. если k1<k2, то первая стадия лимитирующая.

[Polychemist]

А если подойти тупо. Положим k-1 = 0. Вроде всё ясно - 1-я стадия на порядок медленнее даже по константам, а уж если учесть большую концентрацию С, то понятно, что медленно образующийся А быстро переходит в АС. Теперь вспомним, что k-1 != 0. Т.е. медленно образующийся А ещё и норовит быстренько перейти в АВ. Т.е. скоростьопределяющая - 1-я. А вообще, что такое в данном контексте "какая стадия будет определять скорость реакции"? Если это стадия, влияя на которую можно добиться большего ускорения всей реакции - то это 1-я.