ฟลูด์เมคานิกส์และพลศาสตร์
วิธี ใช้ วิธี เริ่ม การ ศึกษา ขั้น ต้น เพื่อ หา อัตรา การ ใช้ กฎหมาย ใน ห้อง ปฏิบัติ การ
Table of Contents
วิธี การ เริ่ม ต้น ของ อัตรา คือ อะไร?
วิธีอัตราเริ่มต้นเป็นเทคนิคคลาสสิกที่ใช้ในการทดลองสารจลน์เคมี เพื่อตัดสินอัตราของปฏิกิริยา แทนที่จะทําตามหลักสูตรทั้งหมดของปฏิกิริยา วิธีนี้เน้นเฉพาะในช่วงแรก ๆ
วิธีนี้มีค่าโดยเฉพาะ เพราะมันหลีกเลี่ยงความซับซ้อนจากปฏิกิริยาย้อนกลับ, การรบกวนของผลิตภัณฑ์ หรือการเปลี่ยนแปลงของความเข้มข้นแบบมีปฎิกิริยาเหนือเวลา อัตราเริ่มต้นจะถูกเอามาเป็นความชันแทนเจนต์ของเส้นทแยงมุมที่เส้นทแยงมุม [2] ที่เส้นทแยงมุม [2] ความถี่ [2] [1] [1]] มาตรา [2[2] [2]] หลักการหลัก: [FT][2][2]]. enti1[2]. ⁇ สืบค้นเมื่อ 9-0. ⁇ . สืบค้น: ent: ⁇ [1]. ⁇ [1]. ⁇ . ⁇ ]. ⁇ . ⁇ . ⁇ . สืบค้น. สืบค้น.
เหตุ ใด วิธี การ เริ่ม ต้น ของ การ ใช้ วิธี การ ต่าง ๆ จึง สําคัญ?
การ เข้าใจ กฎ อัตรา เป็น พื้น ฐาน ใน การ ทํานาย พฤติกรรม ปฏิกิริยา, การ ออก แบบ เครื่อง ปฏิกรณ์, และ การ ควบคุม กระบวนการ อุตสาหกรรม.
- [FLT: 0] ปฏิกิริยาด้านมินินอล: เนื่องจากการวัดถูกดําเนินการก่อนเวลา, ผลิตภัณฑ์ยังไม่ได้สะสมเพื่อกระตุ้นกระบวนการย้อนกลับหรือการแข่งขัน
- [FLT: 0] การเปรียบเทียบการเปรียบเทียบ: อัตราวัดได้ที่ความเข้มข้นแรกรู้ ทําให้ง่ายต่อการแยกผลกระทบของตัวแปรเดียว
- [FLT: 0] ไม่จําเป็นต้องมีการผนวก: ต่างกับวิธีการรวมอัตรากฎหมาย, ไม่จําเป็นต้องมีการลากเส้นโค้งแบบไม่เชิงเส้น หรือเดาลําดับล่วงหน้า.
- [FLT: 0] สามารถศึกษาระบบที่ซับซ้อนได้: แม้อาการหลายแบบหรืออาการประสาทหลอน สามารถศึกษาได้อย่างเป็นระบบ โดยมี สมาธิแบบต่างๆ ในเวลาเดียวกัน
การจัดวางแบบขั้นบันไดทีละขั้น
การทําวิธีการคํานวณอัตราเริ่มต้นในแลปต้องการการวางแผนและการวัดที่แม่นยําอย่างรอบคอบ นี่คือวิธีการทํางานอย่างละเอียด:
1. เตรียม ชุด ของ การ ผสม ผสาน การ กระทํา
ลอง สร้าง ชุด ของ การ ทดลอง ที่ มี การ ใช้ สาร ที่ มี ปฏิกิริยา ต่อ สิ่ง มี ชีวิต ชนิด หนึ่ง ใน ตอน แรก มี ความ หลาก หลาย ขณะ ที่ ยัง คง มี ความ เสมอ ต้น เสมอ ปลาย ใช้ วิธี แก้ และ เครื่อง แก้ว ปริมาตร เพื่อ ทํา ให้ แน่ ใจ ว่า จะ มี ความ แม่นยํา
- Excert 1: [A] = 0.10 M, [B] = 0.10 M
- PRODUCT 2: [A] = 0.20 M [B] = 0.10 M
- PROD3 [A] = 0.10 M [B] = 0.20 M
- พรีเมียร์ 4: [A] = 0.20 M [B] = 0.20 M
รวม ทั้ง การ ทดลอง เพิ่ม เติม สําหรับ แต่ ละ คน ที่ มี ปฏิกิริยา ต่อ การ ทํา เช่น นั้น เพื่อ ยืน ยัน ความ เป็น ระเบียบ และ ปรับ ปรุง สถิติ.
2. เริ่ม การ ตอบ โต้ และ บันทึก ข้อมูล
ผสมปฏิกิริยากับสารกระตุ้น และเริ่มตรวจจับความเข้มข้นของสายพันธุ์อื่น ๆ -- รวมถึงการหายตัวไปของปฏิกิริยาหรือการปรากฎของผลิตภัณฑ์ด้วย
- [FLT: 0] สเปกตรัมโตโตโมเมตไตรค์ : วัดความทนทานที่ความยาวจําเพาะ หากสิ่งมีชีวิตหนึ่งสีหรือดูดซับแสงยูวี
- [FLT: 0] การประกอบผลิตภัณฑ์เปลี่ยนแปลงการนําไฟฟ้า ([FLT: 1) มีประโยชน์กับปฏิกิริยาอินิกนิกส์ ที่ซึ่งผลิตภัณฑ์เปลี่ยนแปลงการนําไฟฟ้า
- [FLT: 0] กรมพิทักษ์ หรือ ปริมาตรเปลี่ยนแปลง:[ สําหรับปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับแก๊ส (เช่น การย่อยสลายของไฮโดรเจน peroxide).
- [FLT: 0] ตัวอย่างและ tittion : ผู้สูงอายุแต่ยังคงใช้ได้สําหรับปฏิกิริยาช้า
เก็บข้อมูลไว้ทุกช่วงเวลาสั้น (ทุก 5-110 วินาที) ตลอด 2-15% ของปฏิกิริยานี้ เป้าหมายคือการจับพื้นที่เชิงเส้นใกล้ t = 0
3. คํานวณค่าอัตราเริ่มต้น
ความเข้มข้นของปฏิกิริยา (หรือผลิตภัณฑ์) กับเวลา อัตราเริ่มต้นคือความชันของเส้นสัมผัสที่ t = 0. สําหรับการจัดหมู่ผลิตภัณฑ์: [FLT: 0] อัตราการแปรผัน = d[ผล]/dt ที่ tLT:0 ถ้าข้อมูลเกือบมากกว่าจุดแรก คุณสามารถใช้ความถดถอยเชิงเส้นของจุดตั้งต้นได้
4.ซ้ําซ้ําการวัดแต่ละ
ทําการวัดของผสมแต่ละการทดลองแบบเดียวกัน อุณหภูมิคงที่ตลอดทุกรอบ -- ใช้ตัวทําอุณหภูมิหรือน้ํา บันทึกอัตราการเริ่มทดลองทุกครั้ง
ดึงข้อมูลการจําแนกลําดับอัตรา
เมื่อ คุณ มี ตาราง ความ เข้ม ข้น ใน ตอน แรก และ อัตรา แรก ที่ ตรง กัน คุณ ก็ สามารถ แยก คํา สั่ง เกี่ยว กับ ปฏิกิริยา ได้.
วิธี การ ใช้ งาน
พิจารณากฎอัตราทั่วไป: อัตรา = k [a]^m [B]^n. ถ้าคุณมีการทดลอง 2 อย่างที่ [A] เปลี่ยนแปลง (ขั้นแรกคือ 1 และ 2) คุณสามารถเขียน:
[FLT: 0] Rate2 / เรตติ้ง1 = (A]2 / [A]1]^m
คําตอบของ m โดยการใช้ลอการิทึม: [FLT: 0] m = log (Rate2/Rate1) / log ([A]2/[A]1). ในลําดับเลขจํานวนเต็มธรรมดา, คุณสามารถสรุป m ได้โดยการตรวจสอบ ตัวอย่างเช่น หากเพิ่มอัตราเป็นสองเท่าของ [A] เป็น 2 เท่า, m = 1 (ลําดับแรก). ถ้ามันมีอัตราเป็น 2 เท่าของอันดับ (วินาที) หากไม่เปลี่ยนแปลง, ลําดับ m = 0
ทําซ้ํากระบวนการสําหรับแต่ละอื่น ๆ ใช้การทดลองที่เพียง แต่ การตอบสนองการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของ การเชื่อมต่อ
คํานวณค่าค่าคงที่ k
เมื่อรู้จัก m กับ n, จงใส่ข้อมูลการทดลองลงในกฎอัตราเพื่อแก้หา k: [FLT: 0] k = อัตรา / (A]^(A]^2n). คอมไพล์ k สําหรับการทดลองแต่ละครั้ง, มันควรสอดคล้องกันในการทดลอง, ค่าเฉลี่ยสําหรับ k ที่รายงานครั้งสุดท้าย รวมถึงหน่วยด้วย
ตัวอย่างการทํางาน: ระบบสองปุ่ม
2506) พิจารณาปฏิกิริยาที่: 2A + B ⁇ C. ข้อมูลอัตราการเริ่มต้นต่อไปนี้ถูกเก็บรวบรวมที่ 25 CA:
| Experiment | [A]₀ (M) | [B]₀ (M) | Initial Rate (M/s) |
|---|---|---|---|
| 1 | 0.10 | 0.10 | 0.025 |
| 2 | 0.20 | 0.10 | 0.100 |
| 3 | 0.10 | 0.20 | 0.050 |
| 4 | 0.20 | 0.20 | 0.200 |
เทียบการทดลอง 1 กับ 2 (B) [B] ค่าคงที่: [A] อัตรา 4 เท่า, 4 เท่า, m = 2 (ลําดับที่สองใน A). เปรียบเทียบการทดลอง 1 และ 3 [ตัวเ ): [B] สองเท่า, อัตราคู่ ⁇ n = 1 (ลําดับแรกใน B). กฎคือ:[FTT: 0] = k [B][B][B][B][B][B] [B] [B]]]]. ตามลําดับ 2+1+1 (ค. – – – – ). ตามลําดับ (ค.ศ.
คํานวณ k จากการทดลอง 1: 0.025 m/s = k (0.10 ) 2 (0.10 M) = k (0.001 M3) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ =25/201 as201. ทําซ้ําการทดลองอื่น: การทดลอง 2:0.100/0.0.10) =0.0/0.0.0.0.0.0.0.0.0.20.2.2.1.1.1. การทดลองที่สําเร็จการศึกษา: เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นใน ค.ศ.
การ จัด เตรียม ที่ สําคัญ
วิธีการลดอัตราเริ่มต้นใช้ได้กับลําดับใด ๆ แต่พฤติกรรมของอัตรากับความเข้มข้นต่าง:
- [FLT: 0]. ลําดับ: อัตราอิสระในการมีความเข้มข้นแบบตอบสนอง , doubling [A] จะปล่อยอัตราเริ่มต้นที่เปลี่ยนแปลง (m = 0). กฎอัตราเป็นเพียงอัตรา = k, กับหน่วย M/s.
- [FLT: 0] ลําดับแรก: อัตราสัดส่วนเป็นสัดส่วนโดยตรงของความเข้มข้น การเป่า [A] เพิ่มอัตราเป็นสองเท่า (m = 1) ครึ่งชีวิตคงที่ (1/2 = 0.693/k) ตัวอย่าง: การสลายตัวของกัมมันตรังสี (พ.ศ.
- [FLT: 0] ลําดับ (ปฏิกิริยาแบบหนึ่ง: อัตรา ⁇ [A]2. การเป่า [A] สัดส่วน 4 เท่า , ครึ่งชีวิตขึ้นอยู่กับความเข้มข้นในตอนต้น
- [FLT: 0] คําสั่ง: เป็นตัวอย่างที่ด้านบน ปฎิกิริยาแต่ละแบบสามารถมีลําดับของตนเอง และลําดับโดยรวมคือผลรวม
โปรดสังเกตว่าลําดับเศษส่วน (เช่น 0.5, 1.5) สามารถเกิดขึ้นได้ในกลไกที่ซับซ้อน ที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาก่อนการเกิดลูกโซ่หรือปฏิกิริยาลูกโซ่แบบราก
หลุม พราง ทั่ว ไป และ วิธี หลีก เลี่ยง หลุม พราง
การเพิ่มข้อมูลอัตราเริ่มต้นที่เชื่อถือได้ ต้องให้ความสนใจกับรายละเอียดการทดลองหลายๆ อย่าง
- [FLT: 0] การแก้ปัญหาเวลาไม่เพียงพอ: หากปฏิกิริยานั้นเร็ว การจับเวลาด้วยตนเองอาจพลาดขอบเขตเชิงเส้น ใช้เทคนิคการส่งหรือชุดข้อมูลอัตโนมัติสําหรับปฏิกิริยาอย่างรวดเร็ว
- [FLT: 0] ลอย: ค่าคงที่จากอุณหภูมิสูง (สมการ Affenius). ควบคุมอุณหภูมิภายใน . . .1/0.C. โดยใช้น้ําอาบน้ํา.
- [FLT: 0] ปฎิกิริยาปฏิกิริยาของสารละลายหรือสารละลาย: คอนตามิเน็นท์สามารถกระตุ้นหรือยับยั้งปฏิกิริยาได้ ใช้สารเคมีระดับการวิเคราะห์
- [FLT: 0] Nolineity ใกล้ t=0: สําหรับปฏิกิริยากับช่วงอุปนัย อัตราเริ่มต้นอาจไม่ใช่แบบเชิงเส้นอย่างแท้จริง ขยายหน้าต่างตัวอย่างออกไปเล็กน้อย หรือใช้วิธีตรวจสอบที่อ่อนไหวกว่า
- [FLT: 0] ไม่สนใจปฏิกิริยาพื้นหลัง: ถ้าปฏิกิริยาของสารละลายหรือผู้สังเกตการณ์ ไอออนสามารถมีผลกระทบต่ออัตราได้ ทําการทดลองแบบว่างๆ โดยไม่มีใครตอบสนอง
การ ใช้ ประโยชน์ จาก การ ค้นคว้า และ อุตสาหกรรม
วิธีการเริ่มต้นของอัตราไม่ได้เป็นแค่แบบฝึกหัดในตํารา มันมีการอํานวยความสะดวกในโลกแห่งความจริง:
- [FLT: 0] การศึกษาความมั่นคงทางสุขภาพ : การลดความเสื่อมโทรมของสารสนเทศภายใต้สภาวะ pH และอุณหภูมิต่างๆ.
- [FLT: 0] Enzyme Royders: วิธีมาตรฐานในการวัดพารามิเตอร์ Michais-Menten (V max, K m) เป็นวิธีแรกที่ใช้ในการวัดความเข้มข้นของเรือดําน้ําที่แตกต่างกัน
- [FLT: 0] เคมีเชิงอนุรักษ์ : ศึกษาการสลายตัวของสารปนเปื้อนในน้ําหรืออากาศ ที่อัตราเริ่มต้นช่วยสร้างครึ่งชีวิต (FLT:1).
- [FLT: 0] ผลิตเคมี: กรมควบคุมอุณหภูมิเตาปฏิกรณ์ (ระดับความเข้มข้น) เพื่อลดความอ้วนลงสูงสุด ขณะที่กําลังลดความเร็วลงโดยผลิตภัณฑ์
- [FLT: 0] การตรวจสอบการคัดกรอง: ได้อย่างรวดเร็วเปรียบเทียบกิจกรรมของแมววิเคราะห์โดยการวัดอัตราเริ่มต้นภายใต้เงื่อนไขที่เหมือนกัน
รูปแบบการวน
การ ทํา เช่น นี้ ทํา ให้ มี ฐาน ราก ที่ แข็ง แรง สําหรับ การ ศึกษา วิจัย ที่ ก้าว หน้า และ การ ใช้ ประโยชน์ จาก การ ค้นคว้า และ อุตสาหกรรม.
สําหรับการอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับจลน์และวิธีการอัตราเริ่มต้น สืบค้นทรัพยากรต่าง ๆ เช่น [FLT: 0] Libre Texts: rates เริ่มต้น] ค.ศ.