Ο ρυθμός αντίδρασης οποιασδήποτε δεδομένης αντίδρασης είναι ο ρυθμός με τον οποίο τα συστατικά εμπλέκονται στη συγκεκριμένη αντίδραση, σχηματίζοντας ένα νέο αποτέλεσμα (για παράδειγμα ένωση ή ίζημα). Η σειρά αντίδρασης, από την άλλη πλευρά, είναι ο συντελεστής που εφαρμόζεται σε κάθε συστατικό στον υπολογισμό του ρυθμού αντίδρασης. Ο νόμος του ρυθμού είναι η μαθηματική έκφραση του ρυθμού αντίδρασης, και αυτό μπορεί να διαρκέσει διάφορες μορφές: μέσος ρυθμός με την πάροδο του χρόνου, στιγμιαίος ρυθμός σε οποιοδήποτε συγκεκριμένο σημείο και αρχικός ρυθμός αντίδρασης.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Η σειρά αντίδρασης πρέπει να προσδιοριστεί πειραματικά χρησιμοποιώντας αρχικές συγκεντρώσεις συστατικών και δοκιμές για να δούμε πώς μια αλλαγή στη συγκέντρωση ή την πίεση τους επηρεάζει την παραγωγή του προκύπτοντος προϊόν.
Ο ρυθμός αντίδρασης μπορεί να παραμείνει σταθερός ή να μεταβάλλεται με την πάροδο του χρόνου, και μπορεί να επηρεαστεί από τις συγκεντρώσεις κάθε συστατικού ή μόνο από ένα ή δύο. Αυτές οι συγκεντρώσεις μπορεί να ποικίλλουν με την πάροδο του χρόνου καθώς η αντίδραση συνεχίζεται έτσι ώστε ο ρυθμός αντίδρασης να αλλάζει και ο ίδιος ο ρυθμός αλλαγής να αλλάζει. Ο ρυθμός αντίδρασης μπορεί επίσης να αλλάξει με βάση άλλους πιο ασαφείς παράγοντες όπως η επιφάνεια που είναι διαθέσιμη στο αντιδραστήριο, οι οποίες μπορούν επίσης να αλλάξουν με την πάροδο του χρόνου.
Η σειρά της αντίδρασης
Όταν ο ρυθμός αντίδρασης μεταβάλλεται άμεσα με τη συγκέντρωση ενός συστατικού, λέγεται ότι είναι αντίδραση πρώτης τάξης. Με απλά λόγια, το μέγεθος της φωτιάς εξαρτάται από το πόσο ξύλο τοποθετείτε πάνω του. Όταν ο ρυθμός αντίδρασης ποικίλλει ανάλογα με τη συγκέντρωση δύο συστατικών, είναι αντίδραση δεύτερης τάξης. Μαθηματικά, "το άθροισμα των εκθετών στο νόμο περί τιμών είναι ίσο με δύο."
Τι σημαίνει αντίδραση μηδενικής παραγγελίας
Όταν ο ρυθμός αντίδρασης δεν ποικίλλει ανάλογα με τη συγκέντρωση οποιουδήποτε από τα αντιδραστήρια, λέγεται ότι είναι αντίδραση μηδενικής ή μηδενικής τάξης. Σε αυτήν την περίπτωση, ο ρυθμός αντίδρασης για οποιαδήποτε συγκεκριμένη αντίδραση είναι απλά ίσος με τη σταθερά ρυθμού, που αντιπροσωπεύεται από κ. Μια αντίδραση μηδενικής τάξης εκφράζεται με τη μορφή ρ= k, όπου ρ είναι ο ρυθμός αντίδρασης και κ είναι η σταθερά ρυθμού. Πότε γράφεται σε σχέση με το χρόνο, η γραμμή που δείχνει την παρουσία των αντιδραστηρίων μειώνεται σε ευθεία γραμμή και η γραμμή που δείχνει την παρουσία του προϊόντος ανεβαίνει σε ευθεία γραμμή. Η κλίση της γραμμής ποικίλλει ανάλογα με τη συγκεκριμένη αντίδραση, αλλά ο ρυθμός απόκλισης του Α (όπου το Α είναι συστατικό) είναι ίσος με το ρυθμό αύξησης του C (όπου το C είναι το προϊόν).
Ένας άλλος πιο συγκεκριμένος όρος είναι ψευδής αντίδραση μηδενικής τάξης επειδή δεν είναι ένα τέλειο μοντέλο. Όταν η συγκέντρωση ενός συστατικού μηδενίζεται μέσω της ίδιας της αντίδρασης, η αντίδραση σταματά. Λίγο πριν από αυτό το σημείο, ο ρυθμός συμπεριφέρεται περισσότερο σαν μια τυπική αντίδραση πρώτης ή δεύτερης τάξης. Είναι ένα ασυνήθιστο αλλά όχι ασυνήθιστο περίπτωση κινητικής, που συνήθως προκαλείται από κάποια τεχνητή ή κατά τα άλλα άτυπη κατάσταση, όπως συντριπτική υπεροχή ενός συστατικού ή, στην άλλη πλευρά της εξίσωσης, μια τεχνητή έλλειψη διαφορετικού συστατικό. Σκεφτείτε μια περίπτωση στην οποία υπάρχει μεγάλο μέρος ενός συγκεκριμένου συστατικού αλλά δεν είναι διαθέσιμο για αντίδραση, επειδή παρουσιάζει μια περιορισμένη επιφάνεια για την αντίδραση.
Εύρεση τάξης αντίδρασης και σταθερού ρυθμού
Ο νόμος περί τιμών κ πρέπει να προσδιοριστεί μέσω πειράματος. Η επεξεργασία του ρυθμού αντίδρασης είναι απλή. είναι πραγματικά πράγματα, όχι άλγεβρα. Εάν η συγκέντρωση των αρχικών συστατικών μειώνεται σε γραμμική μορφή με το χρόνο ή η συγκέντρωση του προϊόντος αυξάνεται γραμμικά με το χρόνο, τότε έχετε αντίδραση μηδενικής τάξης. Εάν όχι, πρέπει να κάνετε μαθηματικά.
Πειραματικά, καθορίζετε κ χρησιμοποιώντας τις αρχικές συγκεντρώσεις ή πιέσεις των συστατικών σας, όχι τον μέσο όρο, καθώς η παρουσία του προκύπτοντος προϊόντος με την πάροδο του χρόνου μπορεί να επηρεάσει τον ρυθμό αντίδρασης. Στη συνέχεια, εκτελέστε ξανά το πείραμα, αλλάζοντας την αρχική συγκέντρωση Α ή Β και παρατηρήστε την αλλαγή, εάν υπάρχει, στον προκύπτοντα ρυθμό παραγωγής C, του προϊόντος. Εάν δεν υπάρχει αλλαγή, έχετε μια αντίδραση μηδενικής τάξης. Εάν ο ρυθμός ποικίλλει άμεσα με τη συγκέντρωση του Α, έχετε αντίδραση πρώτης τάξης. Εάν διαφέρει με το τετράγωνο του Α, έχετε αντίδραση δεύτερης τάξης και ούτω καθεξής.
Υπάρχει ένα καλό εξηγητικό βίντεο στο YouTube.
Με λίγο χρόνο στο εργαστήριο, θα γίνει προφανές εάν έχετε μηδενικό, πρώτο, δεύτερο ή πιο περίπλοκο νόμο για τις τιμές. Χρησιμοποιείτε πάντα τους αρχικούς ρυθμούς των στοιχείων για τους υπολογισμούς σας και εντός δύο ή τριών παραλλαγών (διπλασιασμός και στη συνέχεια τριπλασιάζοντας την πίεση ενός δεδομένου συστατικού, για παράδειγμα), θα γίνει σαφές τι αντιμετωπίζετε.