כיצד למצוא צו תגובה

קצב התגובה של כל תגובה נתונה הוא קצב פעולתם של הרכיבים בתגובה הספציפית, ויוצרים תוצאה חדשה (תרכובת או משקע, למשל). לעומת זאת, סדר התגובה הוא המקדם המופעל על כל רכיב בחישוב קצב התגובה. חוק הקצב הוא הביטוי המתמטי של קצב התגובה, וזה יכול לקחת כמה צורות: קצב ממוצע לאורך זמן, קצב מיידי בכל נקודה ספציפית וקצב תגובה ראשוני.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

יש לקבוע את סדר התגובה בניסוי באמצעות ריכוזים ראשוניים של רכיבים ו בודקים כיצד שינוי בריכוז או בלחץ שלהם משפיע על ייצור התוצאה מוצר.

קצב התגובה יכול להישאר יציב או להשתנות לאורך זמן, והוא יכול להיות מושפע מהריכוזים של כל רכיב או רק מאחד או שניים. ריכוזים אלה יכולים להשתנות לאורך זמן ככל שהתגובה נמשכת כך שקצב התגובה משתנה וקצב השינוי עצמו משתנה. קצב התגובה יכול להשתנות גם על סמך גורמים סתומים אחרים כגון שטח הפנים העומד לרשות המגיב, אשר יכול להשתנות גם לאורך זמן.

כאשר קצב התגובה משתנה ישירות עם ריכוז רכיב אחד, נאמר שזו תגובה מסדר ראשון. במונחים שכבים, גודל המדורה תלוי בכמה עץ שמים עליו. כאשר קצב התגובה משתנה עם הריכוז של שני מרכיבים, זו תגובה מסדר שני. במילים מתמטיות, "סכום המעריכים בחוק התעריפים שווה לשניים."

כאשר קצב התגובה אינו משתנה בהתאם לריכוז של ריאגנטים בכלל, נאמר שזו תגובה בסדר אפס או אפס. במקרה זה, קצב התגובה לכל תגובה ספציפית פשוט שווה לקצב הקצב המיוצג על ידי k. תגובה מסדר אפס מתבטאת בצורה ר= k, איפה ר הוא קצב התגובה ו k הוא הקצב קבוע. מתי תרשים נגד הזמן, הקו המציין את נוכחות הריאגנטים יורד בקו ישר, והקו המציין את נוכחות המוצר עולה בקו ישר. שיפוע הקו משתנה עם התגובה הספציפית, אך קצב הירידה של A (כאשר A הוא רכיב) שווה לקצב העלייה של C (כאשר C הוא המוצר).

מונח ספציפי יותר הוא תגובה פסבדו מסדר אפס מכיוון שהוא אינו מודל מושלם. כאשר ריכוז רכיב אחד הופך לאפס דרך התגובה עצמה, התגובה נפסקת. רגע לפני אותה נקודה, הקצב מתנהג יותר כתגובה טיפוסית מסדר ראשון או שני. זה יוצא דופן אך לא נדיר מקרה של קינטיקה, בדרך כלל נוצר דרך מצב מלאכותי או לא טיפוסי אחר, כגון שפע מכריע של רכיב אחד או, בצד השני של המשוואה, מחסור מלאכותי של אחר רְכִיב. חשוב על מקרה בו קיים רכיב מסוים במידה רבה אך אינו זמין לתגובה מכיוון שהוא מציג שטח פנים מוגבל לתגובה.

חוק התעריפים k יש לקבוע באמצעות ניסוי. לעבוד על קצב התגובה הוא פשוט; זה דברים בעולם האמיתי, לא אלגברה. אם ריכוז הרכיבים הראשוניים יורד בצורה ליניארית עם הזמן או שריכוז המוצר גדל באופן ליניארי עם הזמן, אז יש לך תגובה בסדר אפס. אם לא, יש לך מתמטיקה לעשות.

באופן ניסיוני, אתה קובע k שימוש בריכוזים הראשונים או בלחצים של הרכיבים, ולא בממוצע, שכן נוכחות המוצר המתקבל ככל שעובר הזמן יכולה להשפיע על קצב התגובה. לאחר מכן אתה מריץ מחדש את הניסוי, משנה את הריכוז הראשוני של A או B, ומתבונן בשינוי, אם בכלל, בקצב הייצור המתקבל של המוצר C. אם אין שינוי, יש לך תגובה בסדר אפס. אם הקצב משתנה ישירות עם הריכוז של A, יש לך תגובה מסדר ראשון. אם זה משתנה עם הריבוע של A, יש לך תגובה מסדר שני, וכן הלאה.

יש טוב סרטון הסבר ביוטיוב.

עם מעט זמן במעבדה זה יתברר אם יש לך חוק שיעורי אפס, ראשון, שני או מסובך יותר. השתמש תמיד בשיעורי התחלה של רכיבים לחישובים שלך, ובתוך שתיים או שלוש גרסאות (הכפלה ו- ואז משלש את הלחץ של רכיב נתון, למשל), יתברר עם מה אתה מתמודד.