Minkä tahansa annetun reaktion reaktionopeus on nopeus, jolla komponentit sitoutuvat tiettyyn reaktioon muodostaen uuden tuloksen (esimerkiksi yhdiste tai saostuma). Reaktiojärjestys on toisaalta kerroin, jota sovelletaan kuhunkin komponenttiin reaktionopeuden laskennassa. Nopeuslaki on reaktionopeuden matemaattinen ilmaisu, ja tämä voi kestää useita muotoja: keskimääräinen nopeus ajan myötä, hetkellinen nopeus missä tahansa tietyssä pisteessä ja alkureaktionopeus.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Reaktiojärjestys on määritettävä kokeellisesti komponenttien alkupitoisuuksilla ja testaus sen selvittämiseksi, kuinka niiden pitoisuuden tai paineen muutos vaikuttaa lopputuloksen tuotantoon tuote.
Reaktionopeus voi pysyä vakaana tai vaihdella ajan myötä, ja siihen voivat vaikuttaa kunkin komponentin pitoisuudet tai vain yksi tai kaksi. Nämä pitoisuudet voivat vaihdella ajan myötä, kun reaktio jatkuu niin, että reaktionopeus muuttuu ja itse muutosnopeus muuttuu. Reaktionopeus voi myös muuttua muiden hämärtyneiden tekijöiden, kuten reagenssin käytettävissä olevan pinta-alan, perusteella, joka voi myös muuttua ajan myötä.
Reaktion järjestys
Kun reaktionopeus vaihtelee suoraan yhden komponentin pitoisuuden mukaan, sen sanotaan olevan ensiluokkainen reaktio. Yleisesti ottaen kokonaisuus riippuu siitä, kuinka paljon puuta sinä laitat siihen. Kun reaktionopeus vaihtelee kahden komponentin pitoisuuden mukaan, se on toisen asteen reaktio. Matemaattisesti, "korolain eksponenttien summa on yhtä suuri kuin kaksi."
Mitä nollajärjestysreaktio tarkoittaa
Kun reaktionopeus ei vaihtele riippuen minkään reagenssin konsentraatiosta ollenkaan, sen sanotaan olevan nolla- tai null-kertaluvun reaktio. Siinä tapauksessa minkä tahansa spesifisen reaktion reaktionopeus on yksinkertaisesti yhtä suuri kuin nopeusvakio, jota edustaa k. Nollatason reaktio ilmaistaan muodossa r= k, missä r on reaktionopeus ja k on nopeusvakio. Kun graafisesti ajan suhteen, reagenssien läsnäoloa osoittava viiva menee alaspäin suorana ja tuotteen läsnäoloa osoittava viiva nousee suorana. Viivan kaltevuus vaihtelee tietyn reaktion mukaan, mutta A: n (missä A on komponentti) laskunopeus on yhtä suuri kuin C: n kasvunopeus (missä C on tuote).
Toinen tarkempi termi on näennäinen nollajärjestysreaktio, koska se ei ole täydellinen malli. Kun yhden komponentin konsentraatio muuttuu nollaksi itse reaktion kautta, reaktio loppuu. Juuri ennen tätä kohtaa nopeus käyttäytyy enemmän kuin tyypillinen ensimmäisen tai toisen asteen reaktio. Se on epätavallinen, mutta ei harvinaista kinetiikka, joka yleensä aiheutuu keinotekoisista tai muuten epätyypillisistä olosuhteista, kuten yhden komponentin ylivoimainen enemmistö tai yhtälön toisella puolella eri keinotekoinen niukkuus komponentti. Ajattele tapausta, jossa paljon tiettyä komponenttia on läsnä, mutta ei käytettävissä reaktioon, koska sillä on rajoitettu pinta-ala reaktiolle.
Reaktiojärjestyksen ja nopeuden löytäminen vakiona
Korkolaki k on määritettävä kokeilla. Reaktionopeuden määrittäminen on suoraviivaista; se on tosielämän juttuja, ei algebra. Jos alkukomponenttien pitoisuus pienenee lineaarisessa muodossa ajan myötä tai tuotteen pitoisuus kasvaa lineaarisesti ajan myötä, sinulla on nollajärjestysreaktio. Jos ei, sinulla on matematiikka.
Kokeellisesti määrität k käyttämällä alkupitoisuuksia tai komponenttien paineita, ei keskiarvoa, koska tuloksena olevan tuotteen läsnäolo ajan myötä voi vaikuttaa reaktionopeuteen. Sitten suoritat kokeen uudelleen muuttamalla A: n tai B: n alkupitoisuutta ja tarkkaile mahdollisen tuotteen C: n tuotannon nopeuden muutosta. Jos muutosta ei tapahdu, sinulla on nollatason reaktio. Jos nopeus vaihtelee suoraan A-pitoisuuden kanssa, sinulla on ensiluokkainen reaktio. Jos se vaihtelee A: n neliön mukaan, sinulla on toisen asteen reaktio ja niin edelleen.
Siellä on hyvä selitysvideo Youtubessa.
Kun sinulla on vähän aikaa laboratoriossa, käy selväksi, jos sinulla on nolla, ensimmäinen, toinen tai monimutkaisempi korolaki. Käytä aina komponenttien alkuperäisiä nopeuksia laskelmissasi ja kahden tai kolmen variantin sisällä (kaksinkertaistaminen ja sitten esimerkiksi kolminkertaistamalla tietyn komponentin paineen), käy selväksi, mitä olet tekemisissä.
