Innehåll
- TL; DR (för lång; läste inte)
- Omedelbar kontra genomsnittsfrekvens
- Stykiometrisk beroende av priser
- Positiv reaktionshastighet
- Antaganden om reaktionshastighet
- Numerisk beräkning av reaktionshastighet
- Beräkning av grafisk takt
Hur mycket kemiska ämnen reagerar varierar mycket. En spik kan ta år att rostas, medan sprängämnen sprängs i tusendels sekund. I allmänhet involverar en reaktionshastighet förändringen i koncentrationen av ett ämne under en viss tidsperiod. Du beräknar reaktionshastigheten genom att dela koncentrationsförändringen med den förflutna tiden. Du kan också bestämma graden av en reaktion grafiskt genom att hitta lutningen för koncentrationskurvan.
TL; DR (för lång; läste inte)
För att beräkna hastigheten för en kemisk reaktion, dela molerna med ämnet konsumerat eller producerat med antalet sekunder reaktionen tog att slutföra.
Omedelbar kontra genomsnittsfrekvens
Reaktionshastigheten kan förändras över tid. När en reaktant användes upp, till exempel, minskar dess hastighet typiskt. Så du måste skilja mellan den omedelbara reaktionshastigheten, det vill säga hastigheten för ett givet ögonblick, och medelhastigheten, som bestämmer hastigheten under reaktionens gång.
Stykiometrisk beroende av priser
Reaktionshastigheterna för olika produkter och reaktanter beror på varandra enligt reaktionens stökiometri. När du bestämmer hastigheten för ett ämne i en reaktion, är att hitta graden för de andra ämnena helt enkelt en fråga om att multiplicera de molära förhållandena med hastigheten för den kända substansen. Tänk till exempel på förbränning av metan:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
Reaktionen förbrukar två mol syre för varje mol metan och producerar en mol koldioxid och två vatten. Reaktionshastigheten för syre är dubbelt så stor som metan, men hastigheten för CO2 är densamma som för metan.
Positiv reaktionshastighet
En reaktionshastighet ska alltid vara ett positivt tal. När du beräknar reaktionshastigheten för en produkt kommer en positiv hastighet naturligt, eftersom koncentrationen av ämnet ökar med tiden. Men du multiplicerar beräkningen för en reaktant med negativ (-1) för att få den att bli positiv, eftersom koncentrationen av en reaktant minskar med tiden.
Antaganden om reaktionshastighet
Några olika miljöfaktorer kan ändra reaktionshastigheten, inklusive temperatur, tryck och närvaro av katalysatorer. Du måste vara medveten om dessa faktorer när du gör kursberäkningar. Under förhållanden med standardtemperatur och -tryck (STP) kan du anta att reaktionen inträffade vid rumstemperatur och normalt atmosfärstryck.
Numerisk beräkning av reaktionshastighet
Du kan uttrycka reaktionshastigheter i enheter av mol per liter per sekund eller mol × L-1 × s-1. För att beräkna en reaktionshastighet, dela helt enkelt molerna av ämnet som produceras eller konsumeras i reaktionen och dela med reaktionstiden i sekunder.
Exempelvis reagerar 0,2 mol saltsyra i 1 liter vatten med 0,2 mol natriumhydroxid, bildar vatten och natriumklorid. Reaktionen tar 15 sekunder. Du beräknar reaktionshastigheten för saltsyra enligt följande:
.2 mol HCl ÷ 1 L = .2 mol per liter (mol × L-1 ).
.2 mol per liter ÷ 15 sekunder = .0133 mol × L-1 × s-1.
Beräkning av grafisk takt
Du kan mäta och registrera koncentrationen av en produkt eller reaktant under en reaktion. Dessa data producerar vanligtvis en kurva som minskar för reaktanter och ökar för produkter. Om du hittar tangentlinjen vid någon punkt längs kurvan, är lutningen för den linjen den omedelbara hastigheten för den punkten i tid och för det ämnet.