Snelheidsconstanten geven de snelheid van een reactie weer, zodat u weet hoe snel of langzaam een ingrediënt in de reactie per volume-eenheid zal worden verbruikt. Hoe hoger de snelheidsconstante, hoe sneller de reactie verloopt en hoe sneller een specifiek ingrediënt wordt verbruikt. De eenheden van een snelheidsconstante zijn de hoeveelheid verbruikte reactant gedeeld door de tijd en het totale reactievolume. Omdat er in elke reactie meer dan één reactant is, is het mogelijk om verschillende snelheidsconstanten voor dezelfde reactie te berekenen.
Bereken het volume waar de reactie plaatsvindt. De verbrandingsreactie in dit voorbeeld vindt plaats in een cilindrische raket van 90 centimeter lang en 72 centimeter in diameter. Het volume van deze cilinder is gelijk aan Pi maal het kwadraat van de straal vermenigvuldigd met de lengte, of 3,14 maal 1296 vierkante centimeter maal 90 centimeter. Het volume is gelijk aan 366.400 kubieke centimeter of 0,3664 kubieke meter.
Bereken het verbruik van de reactanten. Resultaten van het voorbeeldexperiment toonden aan dat er 180 kilogram water per seconde werd gecreëerd. De chemische reactievergelijking stelt dat één molecuul zuurstof, of twee zuurstofatomen, wordt gebruikt om twee moleculen water te creëren. Daarom kunnen we zeggen dat 180 gedeeld door 2 of 90 kilogram zuurstofmoleculen per seconde in de reactie werd verbruikt. Eén molecuul waterstof, of twee waterstofatomen, wordt gebruikt om één molecuul water te maken, dus 180 kilogram waterstofmoleculen werd per seconde verbruikt.
Bereken de snelheidsconstante in termen van zuurstof per kubieke meter door het zuurstofverbruik te delen door het reactievolume: 90 kg/s gedeeld door 0,3664 is gelijk aan 245,6. Daarom is de snelheidsconstante van deze reactie 245,6 kilogram zuurstof per seconde per kubieke meter.
Bereken de snelheidsconstante in termen van waterstof per kubieke meter door 180 kilogram te delen door 0,3664. Daarom is de snelheidsconstante van deze reactie 491,3 kilogram waterstof per seconde per kubieke meter. Elke snelheidsconstante is geldig omdat deze wordt berekend met een andere reactant als basis.
Referenties
- Chemical Reaction Engineering, 3e druk; Octaaf Levenspiel
- Elementen van chemische reactietechniek, 4e druk; H. Scott Fogler
Over de auteur
Joshua Bush schrijft sinds 2006 vanuit Charlottesville, Virginia, gespecialiseerd in wetenschap en cultuur. Hij is auteur van verschillende artikelen in peer-reviewed wetenschappelijke tijdschriften op het gebied van tissue engineering. Bush heeft een Ph.D. in chemische technologie aan de Texas A&M University.
Fotocredits
Fotoschijf/Fotoschijf/Getty Images