Научный руководитель: Морозова Н.И.
Кинетика химических реакций — раздел физической химии, изучающий закономерности протекания химических реакций во времени, зависимости этих закономерностей от внешних условий, а также механизмы химических превращений.
Цель данной работы – создание программы по расчету кинетики химических реакций. Программа позволяет продемонстрировать возможности выбранного языка программирования (Python). Наглядность этой программы, а именно построение графиков зависимости концентрации вещества от времени, поможет с изучением кинетики химических реакций в одиннадцатом классе.
Выбор пал на язык Python, так как он является мощным интерпретируемым объектно-ориентированным языком программирования. Была использована графическая библиотека (множество функций, образующих интерфейс между языком программирования и графической системой) Tkinter, которая обладает серьезными возможностями в Python.
Для построения графика нужна формула зависимости координат, в качестве которых выступают концентрации веществ и время. Для каждого механизма реакции существует собственная формула нахождения зависимости концентрации от времени. Поэтому в качестве начальных данных, кроме начальных концентраций веществ и константы скорости, выступает и порядок реакции. Для каждого порядка реакции существуют разные схемы протекания реакции, которые влияют на формулу. Так, для реакции 1-го порядка в программе предусмотрены следующие схемы:
А = В
А = В + С
А = 2В
А = 2В + С
После ввода начальных данных происходит выбор механизма реакции, затем концентрации всех веществ рассчитываются по формуле, соответствующей этому механизму. Выводится график зависимости концентраций веществ от времени.
Также программа содержит некоторые теоретические сведения по теме «Кинетика химических реакций», с помощью которых можно понять, как получается результат.
Таким образом, созданная программа строит график зависимости концентраций веществ от времени для простых (первый, второй и третий порядок) и сложных (параллельные и последовательные) реакций по исходным данным (константа скорости; начальная концентрация / концентрации вещества / веществ).