连续反应

大学化学包含速率相等时极限解的不可逆连续一级反应精确解

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关于此实验

跟踪一般物种 A 经中间体 B 转化为产物 C 的过程。测量中间体峰值，比较生成速率与去除速率，并探究速率常数相等且不会出现数值奇点的情况。

学习目标

解释为什么中间体的浓度会先升高再降低。
预测两个速率常数如何影响峰值。
验证所跟踪物种的总量守恒。

使用方法

1运行默认反应序列并查看中间体仪表。
2测量中间体峰值，并比较生成速率与去除速率。
3将两个速率常数设为相等，然后再次运行。
4增大第二个速率常数，并比较中间体的累积量。

模型

A = A_{0} e^{- k_{1} t}, B = \frac{A _{0} k _{1}}{k _{2} - k _{1}} (e^{- k_{1} t} - e^{- k_{2} t})

当两个速率常数不同时，适用此形式。

B = A_{0} k t e^{- k t} (k_{1} = k_{2} = k)

速率常数相等时的极限值仍然有限。

t_{m a x} = \frac{ln ( k _{2} / k _{1} )}{k _{2} - k _{1}}

当 k one 与 A 的乘积等于 k two 与 B 的乘积时，出现峰值。

假设

反应器体积恒定，A 到 B、B 到 C 的步骤均为不可逆一级反应。初始时只有 A 存在。
A、B 和 C 是以一比一方式相互转化的一般物种，因此它们的浓度总和守恒。
粒子颜色和三个传感器条表示连续浓度，而不是计数得到的分子数量或彼此独立的物理反应器。
速率常数相等时，该表达式使用可去奇点的解析极限值进行计算。

在课堂上试试这个实验

Q1为什么生成速率等于移除速率时，就能确定中间体的峰值？
Q2在这个不可逆模型中，C 会减少吗？

常见问题

传感器条是否表示液体正在流入另一个烧杯？

不。三条柱状指示条显示的是同一个密闭反应器中的浓度。

当速率常数几乎相等时会发生什么？

该实现采用稳定的指数相对表达式，连续趋近于速率常数完全相等时的精确解。