Ukupni redoslijed reakcije daje naznaku kako će promjena koncentracije reaktanata promijeniti brzinu reakcije. Za veće redove reakcije, promjena koncentracije reaktanata rezultira velikim promjenama u brzini reakcije. Za niže redove reakcije, brzina reakcije je manje osjetljiva na promjene koncentracije.
Redoslijed reakcije nalazi se eksperimentalno promjenom koncentracije reaktanata i promatranjem promjene brzine reakcije. Na primjer, ako udvostručenje koncentracije reaktanta udvostruči brzinu reakcije, reakcija je reakcija prvog reda za taj reaktant. Ako se brzina poveća za faktor četiri ili udvostruči koncentraciju na kvadrat, reakcija je drugog reda. Za nekoliko reaktanata koji sudjeluju u reakciji, ukupni redoslijed reakcije je zbroj redoslijeda pojedinačnih redoslijeda reakcije.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Ukupni redoslijed reakcije zbroj je pojedinačnih reakcijskih redoslijeda svih reaktanata koji sudjeluju u kemijskoj reakciji. Redoslijed reakcije reaktanta pokazuje koliko se brzina reakcije mijenja ako se promijeni koncentracija reaktanata.
Na primjer, za reakcije prvog reda, brzina reakcije mijenja se izravno s promjenom koncentracije odgovarajućeg reaktanta. Za reakcije drugog reda brzina reakcije mijenja se kao kvadrat promjene koncentracije. Ukupni redoslijed reakcije zbroj je pojedinačnih redoslijeda reakcije reaktanata i on mjeri osjetljivost reakcije na promjene koncentracija svih reaktanata. Pojedinačni redoslijed reakcije, a time i ukupni redoslijed reakcije, određuju se eksperimentalno.
Kako funkcioniraju nalozi za reakciju
Brzina reakcije povezana je s koncentracijom reaktanta konstantom brzine, predstavljenom slovom k. Konstanta brzine mijenja se kad se promijene parametri poput temperature, ali ako se promijeni samo koncentracija, konstanta brzine ostaje fiksna. Za reakciju pri konstantnoj temperaturi i tlaku, brzina je jednaka konstanti brzine pomnoženoj s koncentracijom svakog od reaktanata i snagom reda svakog reaktanta.
Opća formula je sljedeća:
Brzina reakcije = kAxBgCz..., gdje su A, B, C... su koncentracije svakog reaktanta i x, y, z... su redoslijedi pojedinačnih reakcija.
Ukupni redoslijed reakcije je x + y + z +... Na primjer, za tri reakcije prvog reda s tri reaktanta, ukupni redoslijed reakcija je tri. Za dvije reakcije drugog reda dvaju reaktanata, ukupni redoslijed reakcije je četiri.
Primjeri naloga za reakciju
Brzinu reakcije jodnog sata lako je izmjeriti, jer otopina u reakcijskoj posudi postaje plava kad je reakcija završena. Vrijeme potrebno za plavo proporcionalno je brzini reakcije. Primjerice, ako udvostručenje koncentracije jednog od reaktanata učini da otopina za pola vremena postane plava, brzina reakcije se udvostručila.
U jednoj varijaciji jodnog sata mogu se mijenjati koncentracije jodnih, bromatskih i vodikovih reaktanata i promatrati vremena dok otopina postane plava. Kada se koncentracije joda i bromata udvostruče, vrijeme reakcije se u svakom slučaju smanji na pola. To pokazuje da se brzine reakcije udvostručuju i da ta dva reaktanta sudjeluju u reakcijama prvog reda. Kad se koncentracija vodika udvostruči, vrijeme reakcije smanjuje se za faktor četiri, što znači da se brzina reakcije učetverostručuje, a reakcija vodika je drugog reda. Stoga ova verzija jodnog sata ima ukupni redoslijed reakcija od četiri.
Ostali redoslijedi reakcija uključuju reakcije nultog reda za koje promjena koncentracije nema razlike. Reakcije razgradnje poput razgradnje dušikovog oksida često su reakcije nultog reda jer se tvar razgrađuje neovisno o svojoj koncentraciji.
Reakcije s ostalim ukupnim redoslijedom reakcija uključuju reakcije prvog, drugog i trećeg reda. U reakcijama prvog reda odvija se reakcija prvog reda za jedan reaktant s jednim ili više reaktanata koji imaju reakcije nultog reda. Tijekom reakcije drugog reda odvijaju se dva reaktanta s reakcijama prvog reda ili se reaktant s reakcijom drugog reda kombinira s jednim od više reaktora nulte reda. Slično, reakcija trećeg reda može imati kombinaciju reaktanata čiji redoslijed iznosi do tri. U svakom slučaju, redoslijed pokazuje koliko će se reakcija ubrzati ili usporiti kada se promijene koncentracije reaktanata.