Innehåll
- TL; DR (för lång; läste inte)
- Reaktionens ordning
- Vad nollordningsreaktion betyder
- Hitta reaktionsordning och betygskonstant
Reaktionshastigheten för varje given reaktion är den hastighet med vilken komponenterna deltar i den specifika reaktionen och bildar ett nytt resultat (till exempel förening eller fällning). Reaktionsordningen är å andra sidan den koefficient som appliceras på varje komponent vid beräkningen av reaktionshastigheten. Hastighetslagen är det matematiska uttrycket för reaktionshastigheten, och detta kan ta flera former: genomsnittlig hastighet över tid, omedelbar hastighet vid vilken specifik punkt som helst och initial reaktionshastighet.
TL; DR (för lång; läste inte)
Reaktionsordning måste bestämmas experimentellt med användning av initiala koncentrationer av komponenter och testning för att se hur en förändring i deras koncentration eller tryck påverkar produktionen av den resulterande produkten.
Reaktionshastigheten kan förbli jämn eller variera över tiden och den kan påverkas av koncentrationerna av varje komponent eller endast av en eller två. Dessa koncentrationer kan variera över tiden när reaktionen fortsätter så att reaktionshastigheten förändras och själva förändringshastigheten förändras. Reaktionshastigheten kan också förändras baserat på andra mer otydliga faktorer såsom ytområdet tillgängligt för reagenset, vilket också kan förändras över tid.
Reaktionens ordning
När reaktionshastigheten varierar direkt med koncentrationen av en komponent sägs det vara en första ordningens reaktion. I lika villkor beror storleken på bålet på hur mycket ved du lägger på det. När reaktionshastigheten varierar med koncentrationen av två komponenter är det en andra ordningens reaktion. Matematiskt uttryckt, "summan av exponenterna i skattelagen är lika med två."
Vad nollordningsreaktion betyder
När reaktionshastigheten inte varierar beroende på koncentrationen av något av reagensen alls, sägs det vara en noll- eller nollordningsreaktion. I så fall är reaktionshastigheten för varje specifik reaktion helt enkelt lika med hastighetskonstanten, representerad av k. En reaktion med nollordning uttrycks i formen r = k, var r är reaktionshastigheten och k är hastighetskonstanten. När den är grafisk mot tiden, går linjen som indikerar närvaron av reagensen i en rak linje, och linjen som indikerar närvaron av produkten går upp i en rak linje. Linjens lutning varierar med den specifika reaktionen, men nedbrytningshastigheten för A (där A är en komponent) är lika med ökningstakten för C (där C är produkten).
Ett annat mer specifikt begrepp är pseudo-nollordningsreaktion eftersom den inte är en perfekt modell. När koncentrationen av en komponent blir noll genom själva reaktionen upphör reaktionen. Strax före den punkten uppträder frekvensen mer som en typisk första- eller andra ordningens reaktion. Det är ett ovanligt men inte ovanligt fall av kinetik, som vanligtvis åstadkommes genom något artificiellt eller på annat sätt atypiskt tillstånd, till exempel en överväldigande övervägande av en komponent eller, på andra sidan av ekvationen, en konstgjord brist på en annan komponent. Tänk på ett fall där en hel del av en viss komponent finns men inte tillgänglig för reaktion eftersom den utgör ett begränsat ytområde för reaktionen.
Hitta reaktionsordning och betygskonstant
Räntelagen k måste bestämmas via experiment. Att räkna ut reaktionshastigheten är enkel; dess verkliga saker, inte algebra. Om koncentrationen av de ursprungliga komponenterna minskar i en linjär form med tiden eller koncentrationen av produkten ökar linjärt med tiden, har du en reaktion med noll ordning. Om det inte gör det har du matematik att göra.
Experimentellt bestämmer du k använda dina initiala koncentrationer eller tryck på komponenter, inte genomsnittet, eftersom närvaron av den resulterande produkten när tiden går kan påverka reaktionshastigheten. Sedan kör du igen experimentet, ändrar den ursprungliga koncentrationen av A eller B och observerar förändringen, om någon, i den resulterande produktionshastigheten för C, produkten. Om det inte sker någon förändring har du en reaktion på noll ordning. Om hastigheten varierar direkt med koncentrationen av A har du en första ordningsreaktion. Om det varierar med kvadratet på A har du en andra ordning reaktion, och så vidare.
Det finns en bra förklaringsvideo på YouTube.
Med lite tid i labbet kommer det att bli uppenbart om du har en noll, första, andra eller mer komplicerad skattelag. Använd alltid initiala mängder av komponenter för dina beräkningar, och inom två eller tre varianter (fördubbling och sedan tredubbla trycket på en viss komponent, till exempel) kommer det att bli klart vad du har att göra med.