/mj ft.ks/ Bảng phối khí trên sân băng.
1. Xác định biểu thức vận tốc theo bước chậmVì bước 2 là bước chậm nhất trong chuỗi phản ứng liên tiếp, nó sẽ quyết định tốc độ tổng quát của toàn bộ quá trình. Vận tốc hình thành oxy (\(O_{2}\)) được tính theo định luật tác dụng khối lượng cho bước 2:\(v=\frac{d[O_{2}]}{dt}=k_{2}[NO_{2}][NO_{3}]\)2. Áp dụng nguyên lý nồng độ ổn định (Bodenstein)Trong biểu thức vận tốc ở Bước 1, gốc tự do \(NO_{3}\) là một chất trung gian kém bền và có hoạt tính cao. Áp dụng nguyên lý trạng thái ổn định cho \(NO_{3}\), ta coi như tốc độ hình thành tổng cộng của \(NO_{3}\) bằng tốc độ tiêu hủy của nó:\(\frac{d[NO_{3}]}{dt}=0\)Quan sát cả 3 bước của cơ chế, ta lập được phương trình vi phân cho \(NO_{3}\):\(k_{1}[N_{2}O_{5}]-k_{-1}[NO_{2}][NO_{3}]-k_{2}[NO_{2}][NO_{3}]-k_{3}[NO][NO_{3}]=0\)3. Rút gọn hệ phương trình nhờ chất trung gian thứ haiTương tự \(NO_{3}\), gốc \(NO\) cũng là một chất trung gian xuất hiện ở bước 2 và mất đi ở bước 3. Áp dụng nguyên lý ổn định cho \(NO\):\(\frac{d[NO]}{dt}=k_{2}[NO_{2}][NO_{3}]-k_{3}[NO][NO_{3}]=0\)\(\Rightarrow k_{3}[NO][NO_{3}]=k_{2}[NO_{2}][NO_{3}]\)Thay thế cụm \(k_3[NO][NO_3]\) ở phương trình tại Bước 2 bằng \(k_2[NO_2][NO_3]\), ta có:\(k_{1}[N_{2}O_{5}]-k_{-1}[NO_{2}][NO_{3}]-k_{2}[NO_{2}][NO_{3}]-k_{2}[NO_{2}][NO_{3}]=0\)\(k_{1}[N_{2}O_{5}]-[NO_{2}][NO_{3}](k_{-1}+2k_{2})=0\)Từ đây, cô lập cụm nồng độ chất trung gian:\([NO_{2}][NO_{3}]=\frac{k_{1}[N_{2}O_{5}]}{k_{-1}+2k_{2}}\)4. Thiết lập phương trình tốc độ cuối cùngThay ngược cụm tích số \([NO_2][NO_3]\) vừa tìm được vào biểu thức vận tốc quyết định ở Bước 1:\(v=k_{2}\cdot \left(\frac{k_{1}[N_{2}O_{5}]}{k_{-1}+2k_{2}}\right)=\frac{k_{1}k_{2}}{k_{-1}+2k_{2}}[N_{2}O_…
