Innhold
- TL; DR (for lang; ikke lest)
- Umiddelbar kontra gjennomsnittsfrekvens
- Støkiometrisk avhengighet av priser
- Positiv reaksjonshastighet
- Antakelser om reaksjonsrate
- Numerisk beregning av reaksjonsfrekvens
- Grafisk frekvensberegning
Hastigheten som kjemiske stoffer reagerer varierer veldig. En spiker kan ta år å ruste, mens eksplosiver detonerer i tusendels sekund. Generelt innebærer en reaksjonshastighet endring i konsentrasjonen av et stoff over et gitt tidsrom. Du beregner reaksjonshastigheten ved å dele endringen i konsentrasjonen med den forløpte tiden. Du kan også bestemme frekvensen av en reaksjon grafisk ved å finne helningen på konsentrasjonskurven.
TL; DR (for lang; ikke lest)
For å beregne hastigheten på en kjemisk reaksjon, del molene med stoffet som ble konsumert eller produsert med antall sekunder reaksjonen tok å fullføre.
Umiddelbar kontra gjennomsnittsfrekvens
Raten for en reaksjon kan endre seg over tid. Når en reaktant blir brukt opp, for eksempel, synker frekvensen. Så du må skille mellom den øyeblikkelige reaksjonshastigheten, det vil si hastigheten for et gitt øyeblikk, og gjennomsnittshastigheten, som bestemmer frekvensen i løpet av reaksjonen.
Støkiometrisk avhengighet av priser
Reaksjonshastighetene for forskjellige produkter og reaktanter avhenger av hverandre i henhold til støkiometri av reaksjonen. Når du bestemmer hastigheten for ett stoff i en reaksjon, er det ganske enkelt å finne mengden for de andre stoffene å multiplisere molforholdene med hastigheten til det kjente stoffet. Tenk for eksempel forbrenningen av metan:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
Reaksjonen bruker to mol oksygen for hver mol metan og produserer en mol karbondioksyd og to vann. Reaksjonshastigheten for oksygen er dobbelt så stor som metan, men hastigheten for CO2 er den samme som for metan.
Positiv reaksjonshastighet
En reaksjonsrate skal alltid være et positivt tall. Når du beregner reaksjonshastigheten for et produkt, kommer en positiv hastighet naturlig, ettersom konsentrasjonen av stoffet øker med tiden. Men du multipliserer beregningen for en reaktant med negativ (-1) for å få den til å bli positiv, fordi konsentrasjonen av en reaktant avtar med tiden.
Antakelser om reaksjonsrate
Noen få forskjellige miljøfaktorer kan endre reaksjonshastigheten, inkludert temperatur, trykk og tilstedeværelsen av katalysatorer. Du må være klar over disse faktorene når du gjør renteberegninger. Under forhold med standard temperatur og trykk (STP), kan du anta at reaksjonen skjedde ved romtemperatur og standard atmosfæretrykk.
Numerisk beregning av reaksjonsfrekvens
Du kan uttrykke reaksjonshastigheter i enheter mol per liter per sekund, eller mol × L-1 × s-1. For å beregne en reaksjonshastighet, del ganske enkelt molene med stoff som er produsert eller konsumert i reaksjonen og del med reaksjonstiden i sekunder.
For eksempel reagerer 0,2 mol saltsyre i 1 liter vann med 0,2 mol natriumhydroksyd, og danner vann og natriumklorid. Reaksjonen tar 15 sekunder. Du beregner reaksjonshastigheten for saltsyre som følger:
.2 mol HCl ÷ 1 L = .2 mol per liter (mol × L-1 ).
.2 mol per liter ÷ 15 sekunder = 0,0133 mol × L-1 × s-1.
Grafisk frekvensberegning
Du kan måle og registrere konsentrasjonen til et produkt eller en reaktant under en reaksjon. Disse dataene produserer vanligvis en kurve som reduseres for reaktanter og øker for produkter. Hvis du finner tangenslinjen på et hvilket som helst punkt langs kurven, er skråningen på den linjen den øyeblikkelige hastigheten for det tidspunktet og for det stoffet.