De reactiesnelheid van een bepaalde reactie is de snelheid waarmee de componenten deelnemen aan de specifieke reactie, waardoor een nieuw resultaat wordt gevormd (bijvoorbeeld verbinding of neerslag). De reactievolgorde daarentegen is de coëfficiënt die op elke component wordt toegepast bij de berekening van de reactiesnelheid. De snelheidswet is de wiskundige uitdrukking van de reactiesnelheid, en dit kan duren: verschillende vormen: gemiddelde snelheid in de tijd, momentane snelheid op een specifiek punt en initiële reactiesnelheid.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
De reactievolgorde moet experimenteel worden bepaald met behulp van initiële concentraties van componenten en testen om te zien hoe een verandering in hun concentratie of druk de productie van de resultante beïnvloedt Product.
De reactiesnelheid kan stabiel blijven of in de loop van de tijd variëren, en kan worden beïnvloed door de concentraties van elke component of door slechts één of twee. Die concentraties kunnen in de loop van de tijd variëren naarmate de reactie voortduurt, zodat de reactiesnelheid verandert en de veranderingssnelheid zelf verandert. De reactiesnelheid kan ook veranderen op basis van andere, meer obscure factoren, zoals het oppervlak dat beschikbaar is voor het reagens, dat ook in de loop van de tijd kan veranderen.
De volgorde van de reactie
Wanneer de reactiesnelheid direct varieert met de concentratie van één component, spreekt men van een eerste-ordereactie. In lekentermen hangt de grootte van het vreugdevuur af van hoeveel hout je erop legt. Wanneer de reactiesnelheid varieert met de concentratie van twee componenten, is het een reactie van de tweede orde. Wiskundig gesteld, "de som van de exponenten in de tariefwet is gelijk aan twee."
Wat nul-ordereactie betekent?
Wanneer de reactiesnelheid niet varieert afhankelijk van de concentratie van een van de reagentia, wordt gezegd dat het een nul- of nulde-ordereactie is. In dat geval is de reactiesnelheid voor een specifieke reactie gewoon gelijk aan de snelheidsconstante, weergegeven door k. Een nulde-ordereactie wordt uitgedrukt in de vorm r= k, waar r is de reactiesnelheid en k is de snelheidsconstante. Wanneer uitgezet tegen de tijd, gaat de lijn die de aanwezigheid van de reagentia aangeeft in een rechte lijn naar beneden en de lijn die de aanwezigheid van het product aangeeft in een rechte lijn omhoog. De helling van de lijn varieert met de specifieke reactie, maar de verbuigingssnelheid van A (waarbij A een component is) is gelijk aan de stijgingssnelheid van C (waarbij C het product is).
Een andere, meer specifieke term is pseudo-nulde-ordereactie omdat het geen perfect model is. Wanneer de concentratie van één component door de reactie zelf nul wordt, stopt de reactie. Vlak daarvoor gedraagt de snelheid zich meer als een typische eerste- of tweede-ordereactie. Het is een ongebruikelijk maar niet ongewoon geval van kinetiek, meestal veroorzaakt door een kunstmatige of anderszins atypische aandoening, zoals een overweldigend overwicht van het ene onderdeel of, aan de andere kant van de vergelijking, een kunstmatige schaarste van een ander onderdeel. Denk aan een geval waarin een groot deel van een bepaalde component aanwezig is maar niet beschikbaar is voor reactie omdat het een beperkt oppervlak voor de reactie heeft.
Reactievolgorde en snelheidsconstante vinden
de tariefwet k experiment moet worden bepaald. Het uitwerken van de reactiesnelheid is eenvoudig; het zijn dingen uit de echte wereld, geen algebra. Als de concentratie van de begincomponenten lineair afneemt met de tijd of de concentratie van het product lineair toeneemt met de tijd, dan heb je een nulde-ordereactie. Als dat niet het geval is, heb je wiskunde te doen.
Experimenteel bepaal je k gebruik uw initiële concentraties of drukken van componenten, niet het gemiddelde, omdat de aanwezigheid van het resulterende product na verloop van tijd de reactiesnelheid kan beïnvloeden. Dan herhaal je het experiment, verander je de beginconcentratie van A of B, en observeer je de eventuele verandering in de resulterende productiesnelheid van C, het product. Als er geen verandering is, heb je een nulde-ordereactie. Als de snelheid direct varieert met de concentratie van A, heb je een eerste-ordereactie. Als het varieert met het kwadraat van A, heb je een reactie van de tweede orde, enzovoort.
Er is een goede uitleg video op Youtube.
Met een beetje tijd in het lab zal het duidelijk worden of je een nulde, eerste, tweede of meer gecompliceerde tariefwet hebt. Gebruik voor uw berekeningen altijd initiële snelheden van componenten, en binnen twee of drie varianten (verdubbeling en dan bijvoorbeeld de druk van een bepaald onderdeel verdrievoudigen), wordt duidelijk waar je mee te maken hebt.