当前课程知识点：冶金反应工程 > 第二章 反应动力学基础 > 第六讲 2.5 确定反应速度的其他方法 > 确定反应速度的其他方法
大家好
我们今天讲知识点五
确定反应速度的其他方法
我们在前面已经讲（解）了
用微分法和积分法
获得反应速度的方法
那么除了这两种方法之后，
我们还有其他两种方法
分别是半衰期法和时间比法
我们先看一看
什么叫半衰期法
半衰期法：
它的本质属于积分法的一种
它对于恒容气相不可逆反应来讲
是十分方便的
因为恒容气相不可逆反应
是可以根据压力的变化
来确定转化率的
比如说我们对于
反应A→R来讲
它的速度表达式
我们可以写成-dCA/dt
-dCA/dtt=K*CA的n次方
n是它的反应级数
那么它的积分式，
就可以写成如下几种方式
假设
我们的n=0
对于0级反应来讲
它的积分式
可以写成2.32
这个表达式
对于一级反应来讲
我们的表达式
可以写成2.33这个式子
对于n级反应来讲
它可以写成2.34这个式子
这个积分法
是根据我们高等数学的内容(求解方法)
去求解的
那么我们现在给出一个定义
叫半衰期
半衰期的定义是
把转化率
达到50%所需要的
反应时间称之为半衰期
用t0.5来表示
那么我们可以根据我们的0级、
1级、n级所对应的积分式
可以看出
我们0级反应
半衰期
与初始浓度是成正比的
一级反应
半衰期是一个常数
n级反应
也就是所对应的数据
lnt0.5与lnCA0是呈直线关系
我们只要对这条直线
求解斜率
就可以确定我们的反应级数
这种方法称之为半衰期法
我们只要通过实验
比如说我们变换一下
初始反应物的这个浓度
当这个浓度
变成1.0（应该是0.5）
变成0.5的时候
它测得的转化率50%所对应的时间
（如果）找出这么一个关系
这个半衰期
与我们的初始浓度是成正比的
我们就可以得到
它是0级反应
如果我们半衰期
与我们的初始浓度无关
是一个常数
那么我们就知道
它是一级反应
（顺其）自然，如果与我们的半衰期
呈一个lnt0.5与lnCA0
呈这么一个直线关系的话
就可以通过我们的斜率
来确定N
第二种方法叫时间比法
对于某一个反应来讲
我们的表达式
写成-dCA/dt
=K*CA的n次方
那么它的积分式，
(刚才我们已经推导过)
我们对这个积分式，
进行一下变换
通过我们的转化率
写成这样一个函数
这样一个函数
就是我们式子(2.38)这个式子
假设它是二级反应
N=2
XA=45%
也就是说转化率是45%
所对应的时间
我们写成t45
XA=35%的时候
所对应的时间
我们写成t35
那么我们来看一下
这个t45与t35之间
会是一个什么样的关系?
我们对2.38这个式子，
进行了一个求解
可以看到t45/t35
它等于一个常数值
通过计算，
我们知道
它等于1.52
好,这是对于二级反应来讲
如果对于三级反应或
对于n级反应来讲
它也同样可以得到
45%、35%
或者是任意两个转化率之间的
一个比值
并且这个比值，
应该是一个定值（常数）
假如我们对所有的反应
都绘制成
一个时间比的（汇总）表
通过我们实验数据
去寻找
去查询这个时间比（汇总）表时
就可以直接获得我们所对应的
化学反应的反应级数N
也就是说
我们需要通过以下三个步骤
确定反应级数n
第一，对各种级数的反应
按照转化率
每增加10%
计算出时间比
绘制成表
第二，
从实验测定的
某两个转化率下的
时间比值
去查询表中
所对应的反应级数
第三，
若从几次不同转换率下的
时间比值
查出的反应级数
基本（维持）不变
就可以确定
此反应
就是属于
表中
所对应的（查询的）反应级数
好，我们来回顾一下
我们确定反应速度的其他方法
除了上述所说的微分法、
积分法之外
我们又讲（解）了两种方法
一种是半衰期法
一种是时间比法
半衰期就是定义成
转化率为50%
所对应的反应时间
时间比法
就是对于各级反应的
转化率
每增加10%
计算出的时间（汇总）表
根据我们实验数据
去查询这个表
从而确定反应级数的一种方法
大家以后可以根据
我们反应的类型
根据自己所得到的
实验数据的规律
去选择适用的（四种）方法
分别去确定反应速度
本讲到此结束（谢谢）
-第一讲 冶金反应工程学的创立与发展-冶金反应工程学的范畴与内容-冶金反应工程学的数学模型-冶金反应装置概述
--1 冶金反应工程学的创立与发展-冶金反应工程学的范畴与内容-冶金反应工程学的数学模型-冶金反应装置概述
-第一章 绪论--章节测验
-第一讲 序言
--序言
-第二讲 2.1 反应动力学的基本概念
-第三讲 2.2 动力学参数及化学反应速度式的确定
-第四讲 2.3 积分法处理动力学实验数据
-第五讲 2.4 微分法处理动力学实验数据
-第六讲 2.5 确定反应速度的其他方法
-第二章 反应动力学基础--章节测验
-第一讲 5.1 均相反应器的分类
--均相反应器的分类
-第二讲 5.2 间歇反应器(BCMT)
-第三讲 5.3 活塞流反应器(CCMT)
-第四讲 5.4 全混流反应器(CPFR)
-第五讲 5.5 理想反应器生产能力比较
-第五章 理想反应器--章节测验
-6.1 停留时间分布（RTD）的概念
-6.2 停留时间分布的实验测定
-6.3 根据停留时间分布分析流型
-6.4 物料的混合及对反应的影响
-6.5 流动模型-扩散模型
-- 流动模型-扩散模型
-6.6 流动模型-槽列模型和组合模型
-第六章 非理想流动--章节测验
