Innhold
- TL; DR (for lang; ikke lest)
- Reaksjonens rekkefølge
- Hva nullordensreaksjon betyr
- Finne reaksjonsrekkefølge og rate konstant
Reaksjonshastigheten for enhver gitt reaksjon er hastigheten som komponentene deltar i den spesifikke reaksjonen, og danner et nytt resultat (for eksempel forbindelse eller bunnfall). Reaksjonsrekkefølgen er derimot koeffisienten som påføres hver komponent i beregningen av reaksjonshastigheten. Takstloven er det matematiske uttrykket for reaksjonshastigheten, og dette kan ta flere former: gjennomsnittlig hastighet over tid, øyeblikkelig hastighet på et hvilket som helst spesifikt punkt, og initial reaksjonshastighet.
TL; DR (for lang; ikke lest)
Reaksjonsrekkefølgen må bestemmes eksperimentelt ved bruk av innledende konsentrasjoner av komponenter og testing for å se hvordan en endring i deres konsentrasjon eller trykk påvirker produksjonen av det resulterende produktet.
Reaksjonshastigheten kan forbli jevn eller variere over tid, og den kan påvirkes av konsentrasjonene av hver komponent eller av bare en eller to. Disse konsentrasjonene kan variere over tid når reaksjonen fortsetter slik at reaksjonshastigheten endres og endringshastigheten i seg selv. Reaksjonshastigheten kan også endre seg basert på andre mer uklare faktorer, som overflateareal tilgjengelig for reagenset, som også kan endre seg over tid.
Reaksjonens rekkefølge
Når reaksjonshastigheten varierer direkte med konsentrasjonen av en komponent, sies det å være en første-ordens reaksjon. Sett i permisjon avhenger bålens størrelse av hvor mye tre du legger på det. Når reaksjonshastigheten varierer med konsentrasjonen av to komponenter, er det en andreordens reaksjon. Matematisk sagt, "summen av eksponentene i takstloven er lik to."
Hva nullordensreaksjon betyr
Når reaksjonshastigheten ikke varierer avhengig av konsentrasjonen av noen av reagensene i det hele tatt, sies det å være en null- eller nullordens-reaksjon. I dette tilfellet er reaksjonshastigheten for enhver spesifikk reaksjon rett og slett lik hastighetskonstanten, representert ved k. En reaksjon med null ordre kommer til uttrykk i formen r = k, hvor r er reaksjonshastigheten og k er hastighetskonstanten. Når den er tegnet mot tiden, går linjen som indikerer tilstedeværelsen av reagensene ned i en rett linje, og linjen som indikerer tilstedeværelsen av produktet går opp i en rett linje. Linjens helning varierer med den spesifikke reaksjonen, men nedbrytningshastigheten til A (hvor A er en komponent) er lik økningen av C (hvor C er produktet).
Et annet mer spesifikt begrep er pseudo nullordensreaksjon fordi det ikke er en perfekt modell. Når konsentrasjonen av en komponent blir null gjennom selve reaksjonen, opphører reaksjonen. Rett før dette punktet, opptrer frekvensen mer som en typisk første- eller andreordens reaksjon. Det er et uvanlig, men ikke uvanlig tilfelle av kinetikk, vanligvis ført til gjennom en kunstig eller på annen måte atypisk tilstand, for eksempel en overveldende overvekt av en komponent eller, på den andre siden av ligningen, en kunstig knapphet på en annen komponent. Tenk på et tilfelle der mye av en viss komponent er til stede, men ikke tilgjengelig for reaksjon, fordi det gir et begrenset overflate for reaksjonen.
Finne reaksjonsrekkefølge og rate konstant
Takstloven k må bestemmes via eksperiment. Å arbeide ut reaksjonshastigheten er grei; dens virkelige ting, ikke algebra. Hvis konsentrasjonen av de opprinnelige komponentene avtar i en lineær form med tiden eller konsentrasjonen av produktet øker lineært med tiden, har du en reaksjon uten ordre. Gjør det ikke det, har du matte å gjøre.
Eksperimentelt bestemmer du k bruker du de opprinnelige konsentrasjonene eller trykket av komponenter, ikke gjennomsnittet, da tilstedeværelsen av det resulterende produktet etter hvert som det kan påvirke reaksjonshastigheten. Deretter kjører du igjen eksperimentet, endrer den opprinnelige konsentrasjonen av A eller B, og observerer endringen, hvis noen, i den resulterende produksjonshastigheten av C, produktet. Hvis det ikke er noen endring, har du en reaksjon uten ordre. Hvis hastigheten varierer direkte med konsentrasjonen av A, har du en førsteordens reaksjon. Hvis det varierer med kvadratet til A, har du en andreordens reaksjon, og så videre.
Det er en god forklaringsvideo på YouTube.
Med litt tid på laboratoriet vil det bli åpenbart hvis du har en null, første, andre eller mer komplisert satslov. Bruk alltid begynnelsesgraden av komponenter til beregningene dine, og innen to eller tre varianter (fordobling og deretter tredobling av trykket til en gitt komponent, for eksempel), vil det bli klart hva du har å gjøre med.