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連鎖反応 水素と臭素の反応

連鎖開始反応 Br2→2Br (反応速度 k1) 連鎖成長反応 Br+H2→HBr+H (反応速度 k2) H+Br2→HBr+Br (反応速度 k3) 連鎖阻害反応 H+HBr→H2+Br (反応速度 k4) 連鎖停止反応 Br+Br→Br2 (反応速度 k5) d[Br]/dt=2k1[Br2]-k2[Br][H2]+k3[H][Br2]+k4[H][HBr]-2k5[Br]^2=0 d[H]/dt=k2[Br][H2]-k3[H][Br2]-k4[H][HBr] d[HBr]=k2[Br][H2]+k3[H][Br2]-k4[H][HBr]=k3[H][Br2] なぜ、d[Br]/dt=0 d[H]/dt=0となるのですか? d[Br]/dt=2k1[Br2]-k2[Br][H2]+k3[H][Br2]+k4[H][HBr]-2k5[Br]^2とありますが、なぜ2k5[Br]^2となるのですか?2k5[Br]ではだめなのですか? なぜ、d[HBr]=k2[Br][H2]+k3[H][Br2]-k4[H][HBr]=k3[H][Br2]なのですか? d[HBr]=k2[Br][H2]+k3[H][Br2]-k4[H][HBr]=k2[HBr][H]+k3[H][Br2]ではない理由を教えてください。 詳しい解説お願いします。

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『なぜ、d[Br]/dt=0 d[H]/dt=0となるのですか?』 反応が終了して、臭素原子の個数も水素原子の個数も増減しない(生じる数と反応で消える数が等しくなる)状態での計算をしたいから。 『d[Br]/dt=2k1[Br2]-k2[Br][H2]+k3[H][Br2]+k4[H][HBr]-2k5[Br]^2とありますが、なぜ2k5[Br]^2となるのですか?』 Br 原子1つと Br原子1つ が 速度係数 k5 で反応して Br2 分子1つになっているから、反応速度は反応前の Br 原子1つと Br原子1つ のそれぞれの濃度 [Br] [Br] の積に比例する。(他の k1 ~ k5 と同じこと) 『なぜ、d[HBr]=k2[Br][H2]+k3[H][Br2]-k4[H][HBr]=k3[H][Br2]なのですか』 HBr を生成する反応(→ HBr)では、HBr の濃度 [HBr] が増加するからプラス。HBr を消費する反応(HBr →)では、HBr の濃度 [HBr] が減少するからマイナス。 そこに、冒頭の反応が平衡状態になっているので d[H]/dt=0 という条件が入ると、一つ上の式から k2 と k4 の項が0になって消えるという連立方程式が解ける。

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『なぜ2k5[Br]^2となるのですか?』 2乗になるのはわかりました。なぜ、2倍するのですか? 『なぜ、d[HBr]=k2[Br][H2]+k3[H][Br2]-k4[H][HBr]=k3[H][Br2]なのですか』 左辺はわかりました。なぜ、右辺はk3[H][Br2]となるのですか? なぜk2を無視するのですか?

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  • trytobe
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全部並べて読めば、全部書いてあるのですが。 d[Br]/dt=2k1[Br2]-k2[Br][H2]+k3[H][Br2]+k4[H][HBr]-2k5[Br]^2 は、Br 原子の増減を各反応式の速度係数 k1~k5 での増減個数(+2,-1,+1,+1,-2)を掛けて立式しているだけ。 d[H]/dt=k2[Br][H2]-k3[H][Br2]-k4[H][HBr] =0 は d[HBr]=k2[Br][H2]+k3[H][Br2]-k4[H][HBr] に代入すれば、k2 と k4 が等しくなく k3[H][Br2] しか残らない、という計算は確認されましたか。

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『なぜ2k5[Br]^2となるのですか?』 2乗になるのはわかりました。なぜ、2倍するのですか? k5[Br]^2じゃないのはなぜですか?

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