n 阶和自催化反应简介

4.自催化反应

自催化反应属于自加速反应，是一种反应速率会随着生成物的增加而增加的反应。其一般方程式为扩展普鲁特-汤金方程（Bna）：

这里，1-α 对应于反应物的相对量，α 对应于生成物的相对量，反应速率是两者的函数。 后者会随着反应物的消耗而减少，随着生成物的产生而增加。化学中的一些例子如下

• 固化反应
• 交联 反应
• 发酵 反应
• 聚合反应
• 链反应等。

最简单的自催化模型是普鲁特-汤金斯方程 (B1)：

fα=(1-α)∙α

它是 Bna（n=1，m=1）的简化，可用来描述以下反应：

A + B -> 2B

图 3 显示了等温自催化反应中反应物 A 和生成物 B 的浓度：

但一旦生成了 B，它就会扮演另一种反应物的角色，从而推动反应的进行。两条曲线都呈正余弦形，等温测量转化率的正余弦形证明反应具有自加速性。

在反应开始阶段，当 B 的浓度很低时，反应速率很低；在最后阶段，当 A 的浓度已经很低时，反应速率也很低。反应速率的最大值出现在 A 和 B 的浓度都足够的阶段，即反应的中间阶段。这一规律可以通过方程式 B1 的绘制得到验证，如图 4 所示。