Chemische reactiekinetiek: Kinetiek van meervoudige reacties
Ppeenvolgende reacties: A → B, B+C → D en A → B, 2B → C
We bekijken de chemische reactie van het type \(\text{A }{\mathop{\longrightarrow}\limits_{}^{k_1}} \text{ B}\) die opgevolgd wordt door de reactie \(\text{B}+\text{C }{\mathop{\longrightarrow}\limits_{}^{k_2}} \text{ D}\) met reactiesnelheidsconstanten \(k_1\) en \(k_2\). Wanneer we er van uit gaan dat beide reacties elementair zijn, dan kunnen we het volgende stelsel van differentiaalvergelijkingen opstellen voor de concentraties van A, B, C en D: \[ \left\{\begin{aligned} \frac{\dd[\text{A}]}{\dd t} &= -k_1[\text{A}] \\ \\ \frac{\dd[\text{B}]}{\dd t} &=k_1 [\text{A}]-k_2[\text{B}][\text{C}]\\ \\ \frac{\dd[\text{C}]}{\dd t} &=-k_2[\text{B}][\text{C}] \\ \\ \frac{\dd[\text{D}]}{\dd t} &= k_2 [\text{B}][\text{C}]\end{aligned} \right.\]
We bekijken de chemische reactie van het type \(\text{A }{\mathop{\longrightarrow}\limits_{}^{k_1}} \text{ B}\) die opgevolgd wordt door de reactie \(2\,\text{B }{\mathop{\longrightarrow}\limits_{}^{k_2}} \text{ C}\) met reactiesnelheidsconstanten \(k_1\) en \(k_2\). Wanneer we er van uit gaan dat beide reacties elementair zijn, dan kunnen we het volgende stelsel van differentiaalvergelijkingen opstellen voor de concentraties van A, B en C: \[ \left\{\begin{aligned} \frac{\dd[\text{A}]}{\dd t} &= -k_1[\text{A}] \\ \\ \frac{\dd[\text{B}]}{\dd t} &=k_1 [\text{A}]-2k_2[\text{B}]^2\\ \\ \frac{\dd[\text{C}]}{\dd t} &= k_2 [\text{B}]^2\end{aligned} \right.\]
In beide voorbeelden zijn exacte oplossingen te bepalen, maar dit valt buiten onze leerdoelen.