Kuinka laskea alkuperäinen reaktionopeus

Kinetiikka on fysikaalisen kemian haara, joka tutkii kemiallisten reaktioiden nopeutta. Sitä vastoin termodynamiikka kertoo meille, mikä reaktion suunta on suotuisa, paljastamatta sen reaktionopeutta. Joitakin reaktioita voidaan suosia termodynaamisesti, mutta kineettisesti.

Esimerkiksi timantin muuntamisessa grafiitiksi grafiitilla on pienempi vapaa energia kuin timantilla, joten muuntamista suositaan termodynaamisesti. Timantilla on kuitenkin suuri aktivoinnin este murtamaan ja uudistamaan kaikki sidokset entistä enemmän vakaa grafiittikokoonpano, joten tämä reaktio on kineettisesti epäedullinen eikä sitä todellakaan tapahdu.

Reaktionopeus

reaktionopeus on mitta siitä, kuinka nopeasti tuotteet muodostuvat ja reagoivat aineet kulutetaan, joten voit määrittää sen mittaamalla tuotteiden tai reagoivien aineiden pitoisuuden muutoksen tietyn ajanjakson aikana. Harkitse yleistä kemiallista reaktiota:

aA + bB> cC + dD

Reaktionopeus voidaan kirjoittaa seuraavasti:

Reaktionopeus

•••Muokattu https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)/Kinetics/Reaction_Rates/Experimental_Determination_of_Kinetcs/Measuring_Reaction_Rates

instagram story viewer

Esimerkiksi reaktionopeus:

2 NO (g) + 2 H2 (g)> N2(g) + 2H2O (g)

antaa

Reaktionopeus-esimerkki

•••Mukautettu https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)/Kinetics/Reaction_Rates/Experimental_Determination_of_Kinetcs/Measuring_Reaction_Rates

Tämän reaktion nopeuden määrittämiseksi kokeilla voit mitata H-pitoisuutta2 reaktion eri aikoina ja piirrä se ajan suhteen seuraavasti:

Taulukko 1: H2: n pitoisuus ajan suhteen

•••Muokattu https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)/Kinetics/Reaction_Rates/Experimental_Determination_of_Kinetcs/Measuring_Reaction_Rates

Kaavio 1: H2: n pitoisuus ajan suhteen

•••Muokattu https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)/Kinetics/Reaction_Rates/Experimental_Determination_of_Kinetcs/Measuring_Reaction_Rates

keskimääräinen reaktionopeus on arvio reaktionopeudesta aikavälillä ja voidaan merkitä seuraavasti:

Keskimääräinen reaktionopeus

•••Muokattu https://www.chem.purdue.edu/gchelp/howtosolveit/Kinetics/CalculatingRates.html#InitialRate

hetkellinen reaktionopeus Määritellään reaktionopeudeksi jossakin hetkessä. Se on ero ja se voidaan ilmaista:

Hetkellinen reaktionopeus

•••Muokattu https://www.chem.purdue.edu/gchelp/howtosolveit/Kinetics/CalculatingRates.html#InitialRate

Missä d [H2] / dt on H: n pitoisuuskäyrän kaltevuus2 vs. aika ajankohtana t.

alkureaktion nopeus on hetkellinen nopeus reaktion alussa, kun t = 0. Tässä tapauksessa yksikkö keskimääräiselle, hetkelliselle ja alkureaktionopeudelle on M / s.

Korkolaki

Useimmissa tapauksissa reaktionopeus riippuu eri reagenssien pitoisuudesta hetkellä t. Esimerkiksi kaikkien reaktanttien korkeammassa konsentraatiossa reaktantit törmäävät useammin ja johtavat nopeammin reaktioon. Reaktionopeuden ν (t) ja pitoisuuksien välinen suhde määritellään korolaki. Ja yleisen kemiallisen reaktion aA + bB> cC + dD nopeuslaki on:

Hinta laki

•••Muokattu https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Ancillary_Materials/Laboratory_Experiments/Wet_Lab_Experiments/General_Chemistry_Labs/Online_Chemistry_Lab_Manual/Chem_12_Experiments/01%3A_Chemical_Kinetics_-_The_Method_of_Initial_Rates_(Experiment)

Missä k on nopeusvakio ja teho x ja y on Tilaus reaktion reagoivasta aineesta A ja B. Nopeuslaki on määritettävä kokeellisesti, eikä sitä voida päätellä pelkästään tasapainotetun kemiallisen reaktion stökiometrian perusteella.

Alkuperäisten hintojen menetelmä

Korkolaki voidaan määrittää menetelmä alkuperäisiin korkoihin. Tässä menetelmässä koe suoritetaan useita kertoja muuttamalla vain yhden reaktantin konsentraatiota kutakin ajoa varten pitäen muut muuttujat vakioina. Reaktionopeus mitataan kullekin ajolle kunkin reagenssin järjestyksen määrittämiseksi nopeuslaissa.

Harkitse esimerkiksi seuraavia reaktion alkuperäisiä nopeustietoja:

2 NO (g) + 2 H2 (g)> N2(g) + 2H2O (g)

Menetelmä alkuperäisistä koroista

•••Mukautettu https://www.chemteam.info/Kinetics/WS-Kinetics-method-of-initial-rates.html

Kokeissa 1 ja 3 NO-pitoisuus pidetään vakiona samalla kun H-pitoisuus2 kaksinkertaistuu. Tämän seurauksena myös alkuperäinen reaktionopeus kaksinkertaistui (ajattele sitä 21), joten voit päätellä y = 1. Kokeissa 1 ja 2 NO: n pitoisuus kaksinkertaistuu samalla kun H: n pitoisuus2 pysyy vakiona. Tämän muutoksen seurauksena alkuperäinen korko nelinkertaistui (ajattele sitä 22). Voit siis päätellä x = 2.

Tämän reaktion nopeuslaki on siis:

Nopeuden laki arvoille 2 NO (g) + 2 H2 (g)> N2 (g) + 2 H2O (g)

•••Mukautettu https://www.chemteam.info/Kinetics/WS-Kinetics-method-of-initial-rates.html

Ja reaktio on ensimmäinen tilaus julkaisussa H2 ja toinen tilaus julkaisussa NO.

Teachs.ru
  • Jaa
instagram viewer