Hogyan lehet kiszámítani a kezdeti reakciósebességet?

Posted on
Szerző: Monica Porter
A Teremtés Dátuma: 20 Március 2021
Frissítés Dátuma: 1 Lehet 2024
Anonim
Hogyan lehet kiszámítani a kezdeti reakciósebességet? - Tudomány
Hogyan lehet kiszámítani a kezdeti reakciósebességet? - Tudomány

A kinetika vagy a kémiai reakciók aránya az egyik legbonyolultabb téma, amellyel a középiskolai és a főiskolai kémia hallgatók szembesülnek. A kémiai reakció sebessége leírja, hogy a termékek és a reagensek koncentrációi hogyan változnak az idővel. A reakció előrehaladtával a sebesség csökken, mivel a reaktánsok közötti ütközés esélye fokozatosan csökken. A vegyészek tehát hajlamosak a reakciókat a „kezdeti” sebességgel leírni, amely a reakció sebességére utal az első néhány másodpercben vagy percben.


Általában a vegyészek a kémiai reakciókat a formában képviselik

aA + bB ---> cD + dD,

ahol A és B jelentése reagensek, C és D jelentése termékek, a, b, c és d pedig a kiegyensúlyozott kémiai egyenletben megadott együtthatóik. A reakció sebesség-egyenlete ezután:

arány = (-1 ÷ a) d ÷ dt = (-1 ÷ b) d ÷ dt = (1 ÷ c) d ÷ dt = (1 ÷ d) d ÷ dt,

ahol szögletes zárójelek a reagens vagy termék koncentrációját jelölik; a, b, c és d a kiegyensúlyozott kémiai egyenletek koefficienseit képviselik; és t az idő.

    Írjon kiegyensúlyozott kémiai egyenletet a vizsgált reakcióhoz. Példaként vegye figyelembe a hidrogén-peroxid (H2O2) reakcióját, amely vízre bomlik, H2O és oxigén, O2:


    H2O2 (2) ---> H2O (2) + O2.

    A „kiegyensúlyozott” reakciók azonos számú atomtípust tartalmaznak a nyíl bal és jobb oldalán egyaránt. Ebben az esetben mindkét oldal négy hidrogénatomot és két oxigénatomot tartalmaz.

    Vegyük fel a sebesség-egyenletet a Bevezetésben megadott egyenlet alapján. Folytatva a példát az 1. lépéstől:

    sebesség = - (1 ÷ 2) d ÷ dt = (1 ÷ 2) d ÷ dt = (1 ÷ 1) d ÷ dt.

    Cserélje ki a koncentráció és az idő adatait a 2. lépés egyenletére a probléma során rendelkezésre álló vagy a kísérlet során nyert információk alapján. Tegyük fel például, hogy a fentebb leírt reakcióhoz a következő adatokat nyertük:

    idő (s), (M) 0, 0,250 10, 0,226

    Ezek az adatok azt mutatják, hogy 10 másodperc után a hidrogén-peroxid koncentrációja 0,250 mol / liter-ről 0,226 mol / liter-re csökkent. A sebesség-egyenlet ezután lesz


    sebesség = - (1 ÷ 2) d ÷ dt = - (1 ÷ 2) (0,226 - 0,250) ÷ 10 = 0,0012 M / s.

    Ez az érték jelzi a reakció kezdeti sebességét.