Η συνολική σειρά αντίδρασης δίνει μια ένδειξη για το πώς η αλλαγή της συγκέντρωσης των αντιδρώντων θα αλλάξει την ταχύτητα της αντίδρασης. Για υψηλότερες τάξεις αντίδρασης, η αλλαγή της συγκέντρωσης των αντιδρώντων έχει ως αποτέλεσμα μεγάλες αλλαγές στον ρυθμό αντίδρασης. Για χαμηλότερες τάξεις αντίδρασης, ο ρυθμός αντίδρασης είναι λιγότερο ευαίσθητος στις αλλαγές της συγκέντρωσης.
Η σειρά της αντίδρασης βρίσκεται πειραματικά αλλάζοντας τη συγκέντρωση των αντιδρώντων και παρατηρώντας την αλλαγή στον ρυθμό της αντίδρασης. Για παράδειγμα, εάν ο διπλασιασμός της συγκέντρωσης ενός αντιδραστηρίου διπλασιάζει τον ρυθμό της αντίδρασης, η αντίδραση είναι αντίδραση πρώτης τάξης για αυτό το αντιδραστήριο. Εάν ο ρυθμός αυξάνεται κατά ένα συντελεστή τεσσάρων, ή ο διπλασιασμός της τετραγωνικής συγκέντρωσης, η αντίδραση είναι δεύτερης τάξης. Για πολλά αντιδραστήρια που συμμετέχουν σε μια αντίδραση, η συνολική σειρά της αντίδρασης είναι το άθροισμα των τάξεων των επιμέρους τάξεων της αντίδρασης.
TL; DR (Πάρα πολύ; Δεν διαβάστηκε)
Η συνολική σειρά αντίδρασης είναι το άθροισμα των μεμονωμένων τάξεων αντίδρασης όλων των αντιδρώντων που συμμετέχουν σε μια χημική αντίδραση. Η σειρά αντίδρασης ενός αντιδρώντος δείχνει πόσο αλλάζει ο ρυθμός αντίδρασης εάν αλλάξει η συγκέντρωση του αντιδρώντος.
Για παράδειγμα, για αντιδράσεις πρώτης τάξης, ο ρυθμός αντίδρασης αλλάζει άμεσα με την αλλαγή στη συγκέντρωση του αντίστοιχου αντιδραστηρίου. Για αντιδράσεις δεύτερης τάξης, ο ρυθμός της αντίδρασης αλλάζει ως το τετράγωνο της μεταβολής της συγκέντρωσης. Η συνολική σειρά αντίδρασης είναι το άθροισμα των μεμονωμένων τάξεων αντίδρασης των αντιδρώντων και μετρά την ευαισθησία της αντίδρασης σε αλλαγές στις συγκεντρώσεις όλων των αντιδρώντων. Οι μεμονωμένες τάξεις της αντίδρασης και συνεπώς η συνολική σειρά της αντίδρασης προσδιορίζονται πειραματικά.
Πώς λειτουργούν οι εντολές αντίδρασης
Ο ρυθμός μιας αντίδρασης σχετίζεται με τη συγκέντρωση ενός αντιδραστηρίου από τη σταθερά ρυθμού, που αντιπροσωπεύεται από το γράμμα k. Η σταθερά ρυθμού αλλάζει όταν παραμέτρους όπως η θερμοκρασία αλλάζει, αλλά εάν αλλάξει μόνο η συγκέντρωση, η σταθερά ρυθμού παραμένει σταθερή. Για μια αντίδραση σε σταθερή θερμοκρασία και πίεση, ο ρυθμός ισούται με τον ρυθμό σταθερό επί τη συγκέντρωση καθενός από τα αντιδραστήρια με την ισχύ της τάξης κάθε αντιδραστηρίου.
Ο γενικός τύπος είναι ο ακόλουθος:
Ρυθμός αντίδρασης = kAΧσιεντοζ..., όπου A, B, C... είναι οι συγκεντρώσεις κάθε αντιδρώντος και x, y, z... είναι οι τάξεις των μεμονωμένων αντιδράσεων.
Η συνολική σειρά της αντίδρασης είναι x + y + z +... Για παράδειγμα, για τρεις αντιδράσεις πρώτης τάξης από τρία αντιδραστήρια, η συνολική σειρά αντίδρασης είναι τρεις. Για δύο αντιδράσεις δεύτερης τάξης δύο αντιδρώντων, η συνολική σειρά της αντίδρασης είναι τέσσερις.
Παραδείγματα παραγγελιών αντίδρασης
Ο ρυθμός αντίδρασης ρολογιού ιωδίου είναι εύκολο να μετρηθεί επειδή το διάλυμα στο δοχείο αντίδρασης γίνεται μπλε όταν ολοκληρωθεί η αντίδραση. Ο χρόνος που χρειάζεται για να γίνει μπλε είναι ανάλογος με τον ρυθμό της αντίδρασης. Για παράδειγμα, εάν ο διπλασιασμός της συγκέντρωσης ενός από τα αντιδραστήρια κάνει το διάλυμα να γίνει μπλε στο μισό χρόνο, ο ρυθμός αντίδρασης διπλασιάστηκε.
Σε μία παραλλαγή του ρολογιού ιωδίου, οι συγκεντρώσεις των αντιδρώντων ιωδίου, βρωμικού και υδρογόνου μπορούν να αλλάξουν και να παρατηρηθούν οι χρόνοι για το διάλυμα να γίνει μπλε. Όταν οι συγκεντρώσεις του ιωδίου και του βρωμικού διπλασιάζονται, ο χρόνος αντίδρασης μειώνεται στο μισό σε κάθε περίπτωση. Αυτό δείχνει ότι οι ρυθμοί της αντίδρασης διπλασιάζονται και ότι αυτά τα δύο αντιδραστήρια συμμετέχουν σε αντιδράσεις πρώτης τάξης. Όταν η συγκέντρωση υδρογόνου διπλασιάζεται, ο χρόνος αντίδρασης μειώνεται κατά ένα συντελεστή τεσσάρων, πράγμα που σημαίνει ότι ο ρυθμός αντίδρασης τετραπλασιάζεται και η αντίδραση υδρογόνου είναι δεύτερης τάξης. Αυτή η έκδοση του ρολογιού ιωδίου έχει συνεπώς μια συνολική σειρά αντίδρασης τεσσάρων.
Άλλες τάξεις αντίδρασης περιλαμβάνουν αντίδραση μηδενικής τάξης για την οποία η αλλαγή της συγκέντρωσης δεν έχει καμία διαφορά. Οι αντιδράσεις αποσύνθεσης όπως η αποσύνθεση του οξειδίου του αζώτου είναι συχνά αντιδράσεις μηδενικής τάξης επειδή η ουσία αποσυντίθεται ανεξάρτητα από τη συγκέντρωσή της.
Οι αντιδράσεις με άλλες συνολικές τάξεις αντίδρασης περιλαμβάνουν αντιδράσεις πρώτης, δεύτερης και τρίτης τάξης. Στις αντιδράσεις πρώτης τάξης, μια αντίδραση πρώτης τάξης για ένα αντιδραστήριο λαμβάνει χώρα με ένα ή περισσότερα αντιδραστήρια που έχουν αντιδράσεις μηδενικής τάξης. Κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης δεύτερης τάξης, λαμβάνουν χώρα δύο αντιδραστήρια με αντιδράσεις πρώτης τάξης ή ένα αντιδραστήριο με αντίδραση δεύτερης τάξης συνδυάζεται με ένα από τα περισσότερα αντιδραστήρια μηδενικής τάξης. Παρομοίως, μια αντίδραση τρίτης τάξης μπορεί να έχει έναν συνδυασμό αντιδρώντων των οποίων οι παραγγελίες ανέρχονται σε τρεις. Σε κάθε περίπτωση, η σειρά δείχνει πόση ταχύτητα αντίδρασης θα επιταχυνθεί ή θα επιβραδυνθεί όταν αλλάξουν οι συγκεντρώσεις των αντιδρώντων.
