粒子が衝突すると反応が起こります。 この衝突では、粒子は古い結合を壊して新しい結合を作るのに十分なエネルギーを伝達します。 しかし、反応が発生する速度をどのように定義できますか？
反応速度
以下のような簡単な反応を見てください。
この反応では、一部の反応物Aが一部の生成物Bに変わります。 反応速度は、時間の経過に伴うAの濃度の減少、または時間の経過に伴うBの増加として表すことができます。 これは書かれています：
Aは時間の経過とともに減少するため、このレートの前に負の符号があります。 ここに表示されている料金は 平均 それらは一定の時間にわたって平均化されるため、レート。
反応速度をどのように決定しますか？
反応速度、または反応が起こる速度は、上記のように、時間の変化ごとの反応物または生成物の濃度の変化として書かれます。
これを実験的に計算するには、時間の関数として反応物または生成物の濃度を監視する必要があります。 異なる時間に測定を行ったら、これらの値をプロットして、反応の瞬間速度または線の傾きを見つけることができます。
CとDを形成するAとBの間の反応を見ていると仮定します。 明らかに、生成物の形成はAとBの両方に依存します。 ただし、Bなどを1つ余分に追加することで、次のことを確認できます。 濃度 Bのは本質的に一定のままです。 このように、Bの量の変化は、測定された反応速度に影響を与えません。
次に、さまざまな濃度のAで速度をプロットできます。 これにより、速度が反応物の濃度に比例するかどうかを確認できます。
あなたがプロットするときにそれを言う レート対。 濃度 Aのそれは直線を生成します。 これは、速度がAの濃度に正比例することを意味します。 結果として、Aの濃度が高いほど、率は高くなります。
これは次のように表すことができます。
変数kは速度定数として知られています. これは、反応速度と反応物の濃度の間の比例定数です。 変数kは ない 反応物の濃度の影響を受けます。 これは、速度と反応物濃度の比率です。 この値kは、温度の影響のみを受けます。
濃度はモル濃度で測定されるため、濃度の変化はMで測定され、時間は秒で測定されます。 これは、kの単位が通常1 / sまたはsであることを意味します-1.
化学量論と反応速度
化学量論の場合、成分間のモル対モル比のような単純な反応は等しくなります。 たとえば、AがBに変わると、作成されたB1モルごとに1モルのAが失われます。
すべての反応がこれほど単純なわけではありません。
次の反応を考えてみましょう。
Bが作られるたびに、3モルのAが使用されます。 これは次のように表現できます。
一般的に、反応について：
料金は次のとおりです。
レート法とは何ですか？
ザ・ レート法 反応速度と速度定数および反応物の濃度との関係を表します。
一般的な反応の場合：
レート法は次のように書かれています：
AとBは反応です。 kは速度定数です。 xとyは 実験的に決定する必要があります. xとyがわかれば、任意の反応物濃度の入力を使用して、反応速度を見つけることができます。
xとyは、反応物AとBの濃度と反応速度の間に関係があるため重要です。 彼らはまた与える 反応順序 一緒に追加されたとき。 反応次数は、反応速度式の反応物濃度が上昇する力の合計です。
反応の順序は何ですか？
上で説明したように、反応速度式は、反応物濃度の変化が反応速度にどのように影響するかを示す数学的関係です。 では、どのようにして反応速度式を見つけることができますか？
水素と硝酸の次の反応を見てください。
順序を見つけるには、次のように記述される反応速度式の指数を知る必要があります。
これには、反応物の濃度と初期速度を示すデータを使用する必要があります。
次のデータを検討してください。
| 実験 | [H2] | [番号] | 初期速度（M / s） |
|---|---|---|---|
1 |
3.0x10-3 |
1.0x10-3 |
2.0x10-4 |
2 |
3.0x10-3 |
2.0x10-3 |
8.0x10-4 |
3 |
6.0x10-3 |
2.0x10-3 |
16.0x10-4 |
各反応物に関する順序を見つけるには、他の反応物が一定に保たれている実験を見つけることから始めます。 たとえば、NOに関する順序を調査するには、実験1と2を確認すると、NOの濃度は2倍になりますが、Hの濃度は2倍になるため便利です。2 一定に保たれます。
実験1と2は、NOの濃度を2倍にすると、速度が4倍になることを示しています。 これらの実験の両方の反応速度式を次のように記述します。
そして
方程式の2つの右辺の比率は4なので、最初の方程式を2番目の方程式で割ると、次のようになります。
したがって、y = 2です。
次に、Hに関する順序を見つけることができます2. 実験2と3は、Hを2倍にすることを示しています2 濃度は速度を2倍にします。 これは、反応がHで一次であることを意味します2.
したがって、反応速度式は次のとおりです。
指数1と2を合計すると、反応が3次であることを意味する3が得られます。
レート法に関するいくつかの重要なポイント：
- 化学反応式から生の法則を見つけることはできません。 彼らは〜するべきだ 常に 実験的に見つけられます。 反応物の濃度と初期反応速度から、上記のような反応順序と速度定数を見つけることができます。
- ゼロ次速度則の場合、速度は速度定数に等しくなります。
- 反応順序は常に反応物の濃度によって定義されます。
- 反応物の順序は、平衡化学式の化学量論係数とは関係ありません。
反応の順序はどういう意味ですか？
反応の順序は、反応物の濃度によって速度がどのように変化するかを示します。
一次反応は、反応速度が一乗された反応物濃度に依存する反応です。 これは、反応物の濃度が2倍になると、速度も2倍になることを意味します。
多くの分解反応は一次です。 例はNの分解です2O5:
二次反応は、その速度が1つの反応物の2乗の濃度、または2つの反応物のそれぞれの1乗の濃度に依存する反応です。
二次反応の一例は、気相で分子状ヨウ素を形成するためのヨウ素の組み合わせです。