4.4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ
Существует несколько причин, обусловливающих необходимость экспериментального изучения кинетики реакции или группы родственных реакций. С практической точки зрения может появиться необходимость знать время протекания реакции в различных условиях, с тем чтобы использовать его при проектировании промышленного процесса. С теоретической точки зрения кинетические исследования представляют собой инструмент, необходимый для превращения расплывчатых качественных представлений, которыми так богата химия, в систематические количественные зависимости. Эта задача систематизации и понимания механизмов реакций весьма существенна, а интерпретация механизма начинается со знания кинетики процесса. Наконец, успешное распутывание сложного механизма доставляет эстетическое удовлетворение, и оно всегда привлекало химиков, даже если иногда они отрицали это.
Как бы то ни было, первой задачей кинетического исследования является получение четких представлений о реакции, второй — установление функциональной связи между скоростью и составом реагирующей системы, а третьей — определение с соответствующей точностью параметров, входящих в эту функцию. Первая из этих трех задач требует выяснения, в какой степени исследуемая реакция сопровождается конкурирующими процессами (последние приводят к образованию веществ, не связанных стехиометрическими отношениями с продуктами изучаемой реакции). Она требует также определения степени обратимости реакции и идентификации промежуточных соединений, которые могут возникать в заметных количествах в процессе реакции. Наличие информации некинетического характера является совершенно необходимым условием для полноценного кинетического исследования. В последнее время значительную помощь в этом направлении оказало развитие таких аналитических методов, как спектрофотометрия и газожидкостная хроматография.
Вторая задача включает исследование влияния катализаторов и ингибиторов, изменения концентраций
реагентов и, если это существенно, поверхности реактора и интенсивности освещения.
Характер третьей задачи зависит от природы исследуемой реакции и требуемой степени точности. Для кинетически простых и близких к ним реакций, проводимых в настолько разбавленных растворах, что отклонениями от идеальности можно пренебречь, удельную скорость легко определить с точностью до нескольких процентов путем измерения глубины протекания реакции за последовательные промежутки времени и оценки наклона подходящей линейной функции концентраций. Спектрофотометрические методы часто дают возможность работать в достаточно разбавленных растворах, где отклонения от идеальности незначительны.
