Исследование кинетики реакции хлорирования бензола
Sy2= ∑ Su2/n,
где n – число последовательных опытов.
В нашем случае l= 3, n= 8.
Расчет дисперсии неадекватности
S2неад= l∙(∑(yuрасч - yсред) 2) /(n-m)
где m – число коэффициентов модели.
n-m = f1 – число степеней свободы дисперсии неадекватности.
Критерий Фишера
F = S2неад / Sy2
Значение критерия Фишера расчетное сравнивают с табличным значением для соответствующих f1 и f2. Если F<Ft, то модель адекватна и производят дальнейший расчет значимости коэффициентов уравнения модели по критерию Стьюдента. Если модель неадекватна, то рассматривают другую модель.
Анализ коэффициентов
Производят оценку точности определения коэффициентов и анализ их значимости.
Дисперсия коэффициентов:
Sbj2= Cji Sy2
где Сji – диагональные элементы ковариационной матрицы.
Критерий Стьюдента:
tj = |bj| / √ Sbj2
Полученное значение критерия сравнивают с некоторым критическим значением, которое находят по таблице для числа степеней свободы f2. Если tj больше критического, то соответствующий коэффициент незначим и может быть исключен из уравнения. После исключения какого-то коэффициента анализ адекватности повторяют.
Расчет дисперсии остаточной
Soc2= (∑∑(yui – ycp) 2) / (nl – m)
Подбор подходящего механизма реакции
Допустим, что реализуется следующий механизм нуклеофильного замещения SN2:
Cl2 + FeCl3 → FeCl4 - + Cl+, k1
C6H6 + Cl+ → C6H5Cl + H+, k2
H+ + FeCl4-↔ FeCl3 + HCl, k3
Кинетическое уравнение для механизма SN2 выглядит следующим образом:
R = d [C6H5Cl] / dt = k2 [C6H6] [Cl+],
Скорость реакции по SN2 зависит от концентрации начального субстрата и нуклеофила. В качестве нуклеофила выступает частица Cl+.Т. к. концентрация хлора поддерживается постоянной, то ограничивающим фактором для количества образованной частицы Cl+ будет концентрация катализатора.Т. е. частиц Cl+ не может образоваться больше, чем присутствует в системе катализатора.Т. к. катализатор не образуется и не расходуется в системе, то в кинетическое уравнение войдет его суммарная концентрация.
Таким образом, получаем следующее кинетическое уравнение:
R = k2 [C6H6] [FeCl3] ∑, где [C6H6] = С1, [FeCl3] = Ск.
Первая стадия является лимитирующей.
Вид кинетического уравнения совпадает с выведенным по расчетам, значит, наш механизм является подходящим для описания эксперимента.
Список используемой литературы
1. К.Ю. Одинцов, Л.Г. Брук, О.Н. Темкин, "Статистическая обработка результатов кинетических исследований". – М.: МИТХТ, 2000, 52с.