Vispārējā reakcijas kārtība norāda, kā reaģentu koncentrācijas maiņa mainīs reakcijas ātrumu. Augstākām reakcijas pakāpēm reaģentu koncentrācijas maiņa rada lielas reakcijas ātruma izmaiņas. Zemākām reakcijas pakāpēm reakcijas ātrums ir mazāk jutīgs pret koncentrācijas izmaiņām.
Reakcijas secība tiek atrasta eksperimentāli, mainot reaģentu koncentrāciju un novērojot reakcijas ātruma izmaiņas. Piemēram, ja reaktanta koncentrācijas dubultošana divkāršo reakcijas ātrumu, reakcija ir pirmās kārtas reakcija šim reaģentam. Ja ātrums palielinās par koeficientu četri vai koncentrācijas dubultošanās kvadrātā, reakcija notiek otrajā kārtā. Vairākiem reaktantiem, kas piedalās reakcijā, kopējā reakcijas kārtība ir individuālo reakcijas kārtību summa.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Reakcijas kopējā secība ir visu reaģentu, kuri piedalās ķīmiskajā reakcijā, individuālo reakciju secību summa. Reaģenta reakcijas secība norāda, cik daudz mainās reakcijas ātrums, ja tiek mainīta reaģenta koncentrācija.
Piemēram, pirmās kārtas reakcijām reakcijas ātrums mainās tieši līdz ar attiecīgā reaģenta koncentrācijas izmaiņām. Otrās kārtas reakcijām reakcijas ātrums mainās kā koncentrācijas izmaiņu kvadrāts. Vispārējā reakcijas kārtība ir reaģentu individuālo reakciju secību summa, un tā mēra reakcijas jutīgumu pret visu reaģentu koncentrāciju izmaiņām. Individuālās reakcijas kārtības un līdz ar to vispārējo reakcijas kārtību nosaka eksperimentāli.
Kā darbojas reakcijas rīkojumi
Reakcijas ātrums ir saistīts ar reaģenta koncentrāciju ar ātruma konstanti, ko attēlo burts k. Ātruma konstante mainās, kad mainās tādi parametri kā temperatūra, bet, ja mainās tikai koncentrācija, ātruma konstante paliek nemainīga. Reakcijai pie nemainīgas temperatūras un spiediena ātrums ir vienāds ar ātruma konstanti reizinātu katra reaģenta koncentrāciju ar katra reaģenta kārtas lielumu.
Vispārīgā formula ir šāda:
Reakcijas ātrums = kAxByCz..., kur A, B, C... ir katra reaģenta un x, y, z... ir individuālo reakciju kārtība.
Reakcijas kopējā secība ir x + y + z +... Piemēram, trīs reaktīvu trīs pirmās kārtas reakcijām kopējā reakcijas kārtība ir trīs. Divām divu reaģentu otrās kārtas reakcijām kopējā reakcijas kārtība ir četras.
Reakcijas rīkojumu piemēri
Joda pulksteņa reakcijas ātrumu ir viegli izmērīt, jo šķīdums reakcijas traukā kļūst zils, kad reakcija ir pabeigta. Laiks, kas nepieciešams, lai kļūtu zils, ir proporcionāls reakcijas ātrumam. Piemēram, ja divkāršojot viena reaģenta koncentrāciju, šķīdums pusi laika kļūst zils, reakcijas ātrums ir dubultojies.
Vienā joda pulksteņa variācijā var mainīt joda, bromāta un ūdeņraža reaģentu koncentrācijas un novērot laiku, kad šķīdums kļūst zils. Kad joda un bromāta koncentrācija tiek dubultota, reakcijas laiks katrā gadījumā tiek samazināts līdz pusei. Tas parāda, ka reakcijas ātrums dubultojas un ka šie divi reaģenti piedalās pirmās kārtas reakcijās. Kad ūdeņraža koncentrācija tiek dubultota, reakcijas laiks samazinās par četrreizēju, tas nozīmē, ka reakcijas ātrums ir četrkāršs, un ūdeņraža reakcija ir otrā pakāpe. Tāpēc šai joda pulksteņa versijas reakcijas kārtība kopumā ir četras.
Citas reakcijas kārtas ietver nulles pakāpes reakciju, kurā koncentrācijas maiņa neko neatšķir. Sadalīšanās reakcijas, piemēram, slāpekļa oksīda sadalīšanās, bieži ir nulles pakāpes reakcijas, jo viela sadalās neatkarīgi no tās koncentrācijas.
Reakcijas ar citām vispārējām reakcijas kārtām ietver pirmās, otrās un trešās kārtas reakcijas. Pirmās kārtas reakcijās viena reaģenta pirmās kārtas reakcija notiek ar vienu vai vairākiem reaģentiem, kuriem ir nulles kārtas reakcijas. Otrās kārtas reakcijas laikā notiek divi reaģenti ar pirmās kārtas reakcijām vai reaģents ar otrās kārtas reakciju apvienojas ar vienu no vairāk nulles kārtas reaģentiem. Līdzīgi trešās kārtas reakcijai var būt reaģentu kombinācija, kuru kārtas ir līdz trim. Katrā gadījumā secība norāda, cik daudz reakcija paātrināsies vai palēnināsies, mainot reaģentu koncentrācijas.
