Chemische Kinetik ist das Teilgebiet der Chemie, das sich mit Reaktionsgeschwindigkeiten beschäftigt. Wir beobachten Reaktionsgeschwindigkeiten, indem wir messen, wie lange es dauert, bis Edukte in Produkte umgewandelt werden.
Ein Geschwindigkeitsgesetz setzt die Konzentration der Reaktanten mit der Reaktionsgeschwindigkeit in ein mathematischer Ausdruck. Es wird in der Form rate = k[reactant1][reactant2] geschrieben, wobei k eine für die Reaktion spezifische Geschwindigkeitskonstante ist. Die Konzentrationen der Reaktanten können auf einen Exponenten (typischerweise erste oder zweite Potenz) erhöht werden.
Die meisten Reaktionen, auf dem Papier als ein Schritt zusammengefasst, sind eigentlich die Summe mehrerer Schritte. Die Reaktionsgeschwindigkeit hängt vom langsamsten dieser Zwischenschritte bzw. vom geschwindigkeitsbestimmenden Schritt ab.
Finden Sie den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt. Wenn Sie Geschwindigkeitsdaten für eine Gesamtreaktion erhalten, enthalten die Daten normalerweise einen Hinweis darauf, welcher Zwischenschritt der langsamste oder der geschwindigkeitsbestimmende Schritt ist.
Die Reaktanten des geschwindigkeitsbestimmenden Schrittes werden Teil des Geschwindigkeitsgesetzes. Wenn beispielsweise zwei Moleküle O2-Gas im langsamen Schritt kollidieren, lautet das Geschwindigkeitsgesetz an diesem Punkt rate=k[O2][O2].
Bestimmen Sie die Exponenten für jeden Reaktanten im Geschwindigkeitsgesetz, indem Sie die Ihnen gegebenen experimentellen Daten beobachten. Die Daten sollten die Ergebnisse des langsamen Schrittes zeigen, der mehrere unterschiedliche Male durchgeführt wurde, wobei jedes Mal die Konzentration eines der Reaktanten geändert wurde. Wenn sich ausgehend von der Basislinie die Reaktionsgeschwindigkeit verdoppelt, wenn die Konzentration des Reaktanten verdoppelt, heißt die Reaktion in diesem Reaktanten erster Ordnung, und der Exponent ist gegeben Reaktionspartner ist 1. Wenn die Verdoppelung der Konzentration des Reaktanten die Reaktionsgeschwindigkeit vervierfacht, wird die Reaktion in diesem Reaktanten als zweite Ordnung bezeichnet, und der Exponent dieses Reaktanten ist 2.