Цель работы:
Изучить решение прямой задачи химической кинетики для необратимой одностадийной химической реакции численными методами Эйлера.

Основные определения химической кинетики:
Основными задачами химической кинетики являются:
изучение механизмов химических реакций, протекающих в заданной реакционной системе;
изучение изменения количественных характеристик химических реакций во времени; изучение влияния параметров реакционной системы на скорость превращения.


Скорость химической реакции пропорциональна изменению концентраций реагирующих веществ в единицу времени dC/dt и зависит от природы реагирующих веществ, их концентрации, температуры и наличия катализатора.

Механизм химической реакции представляет собой последовательность отдельных (элементарных) стадий, каждая из которых может быть описана законом действующих масс: скорость химической реакции в каждый момент времени пропорциональна текущим концентрациям реагирующих веществ, возведенным в некоторые степени: v(t) = k CA x CB y , где k – константа скорости реакции; x, y – некоторые числа, которые называют порядком реакции по веществам A и B, соответственно.

Сумма показателей степеней x+y называется общим порядком реакции. В общем случае порядок реакции может быть положительным или отрицательным, целым или дробным. Для элементарных реакций порядок реакции по веществам совпадает с их стехиометрическими коэффициентами.

Совокупность стадий химической реакции называется кинетической схемой реакции. Уравнения, описывающие изменение концентрации веществ во времени, называются кинетическими, а графики изменения концентрации веществ – кинетическими кривыми.

Таким образом, кинетика химических реакций в гомогенных системах при постоянном объеме и постоянной температуре может быть описана системой дифференциальных уравнений вида: dCi/dt = Fi(C1, C2, …, Cn, k1, k2, .., km).

Постановка прямой задачи химической кинетики:
Исходными данными для прямой задачи химической кинетики являются: кинетическая схема реакции, начальные концентрации всех веществ и константы скорости всех элементарных реакций. Необходимо составить и решить кинетические уравнения и построить кинетические кривые, т.е. рассчитать концентрации всех веществ в заданном интервале времени

Этапы выполнения работы:
1. В новой рабочей книге переименовать "Лист 1" в "Эйлер".
Создать расчетную таблицу для решения дифференциального уравнения первого порядка простым методом Эйлера с двойным пересчетом для оценки погрешности.
Построить кинетические кривые y=CA(t) для обоих шагов интегрирования (только для исходного реагента A).
2. Новый рабочий лист переименовать в "Исправленный".
В расчетной таблице использовать исправленный метод Эйлера для решения того же самого дифференциального уравнения (без двойного пересчета и оценки погрешности). Построить кинетические кривые для всех веществ.

Вывод:
Примечания:
1. Столбцы СА эйл и СВ эйл не являются обязательными, но упрощают формулы при расчетах исправленным методом Эйлера.
2. Столбец СВ эйл в исправленном методе Эйлера используется только для схемы реакции A+B -> C, поскольку для этой схемы изменение концентрации СА зависит и от СА, и от СВ ( dCA/dt= –k1CACB). Для других схем реакций изменение концентрации СА зависит только от СА и промежуточный расчет СВ не нужен.