Tartalom
- TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
- A reakció sorrendje
- Mit jelent a nulla rendű reakció?
- A reakció sorrendjének és a konstans aránynak a megkeresése
Bármely adott reakció reakciósebessége az a sebesség, amellyel a komponensek bekapcsolódnak a meghatározott reakcióba, új eredményt hozva (például vegyület vagy csapadék). A reakció sorrendje viszont az egyes komponensekre alkalmazott együttható a reakciósebesség kiszámításakor. A sebesség törvénye a reakció sebességének matematikai kifejezése, és ennek több formája lehet: az idő átlagos sebessége, a pillanatnyi sebesség bármely adott ponton és a reakció kezdeti sebessége.
TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
A reakció sorrendjét kísérletileg meg kell határozni az összetevők kezdeti koncentrációja és tesztelése útján annak megállapítása érdekében, hogy koncentrációik vagy nyomásuk változása hogyan befolyásolja a kapott termék előállítását.
A reakció sebessége állandó lehet vagy idővel változhat, és az egyes komponensek koncentrációi, vagy csak egy vagy kettő befolyásolhatják. Ezek a koncentrációk az idő múlásával változhatnak, amikor a reakció folytatódik, így a reakció sebessége változik, és maga a változás sebessége is változik. A reakció sebessége más homályosabb tényezők, például a reagens számára rendelkezésre álló felület alapján is megváltozhat, amely idővel megváltozhat.
A reakció sorrendje
Ha a reakció sebessége közvetlenül az egyik komponens koncentrációjától függ, akkor azt elsőrendű reakciónak mondják. Általános szempontból a tábortűz mérete attól függ, hogy mekkora fát rakott rá. Ha a reakció sebessége a két komponens koncentrációjától függ, akkor ez egy második rendű reakció. Matematikailag fogalmazva: "a sebességi törvényben szereplő exponensek összege kettővel egyenlő".
Mit jelent a nulla rendű reakció?
Ha a reakció sebessége egyáltalán nem változik a reagensek koncentrációjától függően, akkor a reakció nulla vagy null rendű reakció. Ebben az esetben a specifikus reakció reakciósebessége egyszerűen egyenlő a sebességállandóval, amelyet a k. A nulla rendű reakciót a következő formában fejezzük ki r = k, ahol r a reakció sebessége és k a sebesség állandó. Az idő függvényében ábrázolva a reagensek jelenlétét jelző vonal egyenes vonalban csökken, a termék jelenlétét jelző vonal pedig egyenes vonalban megy fel. A vonal lejtése a specifikus reakciótól függ, de A lehajlásának sebessége (ahol A egy komponens) megegyezik a C növekedésének sebességével (ahol C a termék).
Egy másik konkrétabb kifejezés az álszerte nulla rendű reakció, mivel nem tökéletes modell. Amikor az egyik komponens koncentrációja nullára válik a reakció során, a reakció leáll. Közvetlenül ezen a ponton a sebesség inkább egy tipikus első vagy másodrendű reakcióként viselkedik. Ez a szokatlan, de nem ritka kinetikai eset, amelyet általában valamilyen mesterséges vagy egyéb módon atipikus állapot, például az egyik alkotóelem túlnyomó többségének vagy az egyenlet másik oldalán a másik alkotóelem mesterséges hiányának az eredménye. Gondolj egy olyan esetre, amikor egy bizonyos komponens nagy része jelen van, de a reakcióhoz nem áll rendelkezésre, mivel korlátozott felületű a reakció számára.
A reakció sorrendjének és a konstans aránynak a megkeresése
A kamatjog k kísérlettel kell meghatározni. A reakció sebességének meghatározása egyszerű; a valós dolgok, nem az algebra. Ha a kiindulási komponensek koncentrációja lineáris formában csökken az idővel, vagy a termék koncentrációja lineárisan növekszik az idővel, akkor nulla rendű reakció alakul ki. Ha nem, akkor meg kell tennie a matematikát.
Kísérletileg meghatározza k az összetevők kezdeti koncentrációjának vagy nyomásának, és nem az átlagnak a felhasználásával, mivel a kapott termék jelenléte az idő múlásával befolyásolhatja a reakció sebességét. Ezután újrafuttatja a kísérletet, megváltoztatva az A vagy B kezdeti koncentrációját, és megfigyelheti a termék C előállítási sebességében bekövetkező változást. Ha nincs változás, akkor nulla sorrendű reakciót kap. Ha a sebesség közvetlenül az A koncentrációjától függ, akkor elsőrendű reakció lép fel. Ha ez az A négyzetétől függ, akkor másodrendű reakciót kapsz, és így tovább.
Jó magyarázó videó a YouTube-on.
Ha kevés időt vesz igénybe a laboratóriumban, akkor nyilvánvalóvá válik, ha nulla, első, második vagy bonyolultabb sebességű törvényed van. A számításhoz mindig használja az összetevők kezdeti sebességét, és két vagy három változaton belül (például egy adott alkotóelem nyomásának megduplázása, majd háromszorosítása) világossá válik, hogy miről van szó.