化学反应一般的分类方法有:1.按生成的反应产物和参与反应的分子分类,2.按动力学的反应级分类。对于阐明废水生物处理工艺的动力学关系,后者的分类方法较为适宜。反应级数是相对的,相同的工艺针对不同的基质、环境等条件时,往往得到不同的反应级数,所以对一种工艺只是更贴近几级反应。
反应速率、反应物浓度和反应级之间的关系为或两「边取以对数对于任何一个反应级恒定的反应而言,如果某一时刻反应物浓度的瞬间变化速率的对数与这一时刻反应物浓度的对数作图,结果是一条直线,这直线的斜率即是该反应的反应级。零级反应的结果是一条水平线,即反应速率与反应物浓度无关,或者说任何反应物浓度时的速率相同。一级反应的反应速率与反应物浓度成正比。二级反应的反应速率与反应物浓度的平方成正比。在以实际数据考察时,反应级可能得到是分数的.
零级反应
零级反应是反应速率不取决于反应物浓度的这样一种反应。例如考虑某一反应物转变成某种产物,如果这种转变遵循零级反应动力学,减少的速率由速率方程式表示为:
-d[A]/dt=K
如果以c表示某一时刻t时A的浓度,则速率方程式可写成:
-dc/dt=K
方程式积分后:
C=-Kt+积分常数
积分常数由C=C0,t=0求得,这意味着,C0=积分常数。故积分后的速率规律可表示为:
C-C0=-Kt
应当注意在零级反应的情况,在普通座标纸上作图结果是一条直线。
一级反应
一级反应是反应速率与单一的反应物浓度成正比的这样一种反应。这样,该反应的反应速率取决于反应物的浓度,反应物浓度随时间变化后,浓度与时间在普通座标纸上作图,其结果不再是像零级反应那样是一条直线。
若重新考虑某一反应物转变成某种产物。如果这种转变遵循一级反应动力学,A减少的速率由速率方程式表示为:
-dc/dt=KC
上述方程式积分后,让t=0时,C=C0。得速率规律的表达式为:
ln(C0/C)=Kt
或以常用对数表达为:
Log(C0/C)=Kt/2.3
从上述方程式看出,对某个一级反应,logC对时间t的作图将可得到一条直线。
二级反应
二级反应是反应速率与某一反应物浓度的平方成正比的这样一种反应。二级反应,对A浓度减少的速率由速率方程式表示为:
-dc/dt=K(C)2
对某个二级反应,积分后得出速率规律表达式为:
1/C-1/C0=Kt
二级反应,1/C对时间在普通座标纸上作图将可得出一条直线,该直线的斜率即为K。