La vitesse de réaction d'une réaction donnée est la vitesse à laquelle les composants s'engagent dans la réaction spécifique, formant un nouveau résultat (composé ou précipité, par exemple). L'ordre de réaction, d'autre part, est le coefficient appliqué à chaque composant dans le calcul de la vitesse de réaction. La loi de vitesse est l'expression mathématique de la vitesse de réaction, et cela peut prendre plusieurs formes: vitesse moyenne dans le temps, vitesse instantanée en un point spécifique et vitesse initiale de réaction.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
L'ordre de réaction doit être déterminé expérimentalement en utilisant les concentrations initiales des composants et tester pour voir comment un changement dans leur concentration ou leur pression affecte la production du résultat produit.
La vitesse de réaction peut rester stable ou varier dans le temps, et elle peut être affectée par les concentrations de chaque composant ou par seulement un ou deux. Ces concentrations peuvent varier dans le temps à mesure que la réaction se poursuit, de sorte que la vitesse de réaction change et que la vitesse de changement elle-même change. La vitesse de réaction peut également changer en fonction d'autres facteurs plus obscurs tels que la surface disponible pour le réactif, qui peut également changer avec le temps.
L'ordre de la réaction
Lorsque la vitesse de réaction varie directement avec la concentration d'un composant, on dit qu'il s'agit d'une réaction de premier ordre. En termes simples, la taille du feu de joie dépend de la quantité de bois que vous y mettez. Lorsque la vitesse de réaction varie avec la concentration de deux composants, il s'agit d'une réaction de second ordre. Mathématiquement mis, "la somme des exposants dans la loi de vitesse est égale à deux."
Ce que signifie la réaction d'ordre zéro
Lorsque la vitesse de réaction ne varie pas du tout en fonction de la concentration de l'un des réactifs, on dit qu'il s'agit d'une réaction d'ordre zéro ou zéro. Dans ce cas, la vitesse de réaction pour toute réaction spécifique est simplement égale à la constante de vitesse, représentée par k. Une réaction d'ordre zéro s'exprime sous la forme r= k, où r est la vitesse de réaction et k est la constante de vitesse. Lorsque graphique en fonction du temps, la ligne indiquant la présence des réactifs descend en ligne droite, et la ligne indiquant la présence du produit monte en ligne droite. La pente de la ligne varie avec la réaction spécifique, mais le taux de déclin de A (où A est un composant) est égal au taux d'augmentation de C (où C est le produit).
Un autre terme plus spécifique est la pseudo réaction d'ordre zéro car ce n'est pas un modèle parfait. Lorsque la concentration d'un composant devient nulle par la réaction elle-même, la réaction cesse. Juste avant ce point, le taux se comporte davantage comme une réaction typique du premier ou du second ordre. C'est un inhabituel mais pas rare cas de cinétique, généralement provoquée par une condition artificielle ou atypique, telle qu'une prépondérance écrasante d'un composant ou, de l'autre côté de l'équation, une rareté artificielle d'un autre composant. Pensez à un cas dans lequel une grande partie d'un certain composant est présente mais non disponible pour la réaction car il présente une surface limitée pour la réaction.
Recherche de l'ordre de réaction et de la constante de vitesse
La loi des taux k doit être déterminé expérimentalement. Le calcul de la vitesse de réaction est simple; c'est du monde réel, pas de l'algèbre. Si la concentration des composants initiaux diminue de manière linéaire avec le temps ou si la concentration du produit augmente linéairement avec le temps, alors vous avez une réaction d'ordre zéro. Si ce n'est pas le cas, vous avez des calculs à faire.
Expérimentalement, vous déterminez k en utilisant vos concentrations ou pressions initiales des composants, et non la moyenne, car la présence du produit résultant au fil du temps peut affecter la vitesse de réaction. Ensuite, vous réexécutez l'expérience, en changeant la concentration initiale de A ou B, et observez le changement, le cas échéant, dans le taux de production résultant de C, le produit. S'il n'y a pas de changement, vous avez une réaction d'ordre zéro. Si la vitesse varie directement avec la concentration de A, vous avez une réaction de premier ordre. S'il varie avec le carré de A, vous avez une réaction de second ordre, et ainsi de suite.
il y a un bon vidéo explicative sur Youtube.
Avec un peu de temps en laboratoire, il deviendra évident si vous avez une loi de taux zéro, premier, deuxième ou plus compliquée. Utilisez toujours les taux initiaux des composants pour vos calculs, et dans deux ou trois variantes (doublement et puis tripler la pression d'un composant donné, par exemple), il deviendra clair à quoi vous avez affaire.