Hastighetskonstanter formidler hastigheten på en reaksjon, slik at du vet hvor raskt eller sakte en ingrediens i reaksjonen vil bli konsumert per volumsenhet. Jo høyere hastighetskonstant, desto raskere vil reaksjonen fortsette og jo raskere forbrukes en bestemt ingrediens. Enhetene med en hastighetskonstant er mengden forbrukt reaktant delt på tid og totalt reaksjonsvolum. Fordi det er mer enn en reaktant i en hvilken som helst reaksjon, er det mulig å beregne forskjellige hastighetskonstanter for den samme reaksjonen.
Beregn volumet der reaksjonen finner sted. Forbrenningsreaksjonen i dette eksemplet foregår i en sylindrisk rakett som er 90 centimeter lang og 72 centimeter i diameter. Volumet til denne sylinderen er lik Pi ganger kvadratet av radius multiplisert med lengden, eller 3,14 ganger 1296 kvadratcentimeter ganger 90 centimeter. Volumet tilsvarer 366400 kubikkcentimeter, eller 0,3664 kubikkmeter.
Beregn forbrukshastigheten til reaktantene. Resultatene fra eksempeleksperimentet viste at det ble opprettet 180 kilo vann per sekund. Den kjemiske reaksjonsligningen sier at ett oksygenmolekyl, eller to oksygenatomer, brukes til å lage to vannmolekyler. Derfor kan vi si at 180 delt på 2 eller 90 kg oksygenmolekyler ble konsumert per sekund i reaksjonen. Ett molekyl hydrogen, eller to hydrogenatomer, brukes til å lage ett molekyl vann, så det ble konsumert 180 kilo hydrogenmolekyler per sekund.
Beregn hastighetskonstanten i form av oksygen per kubikkmeter ved å dele oksygenforbrukshastigheten med reaksjonsvolumet: 90 kg / s delt på 0,3664 tilsvarer 245,6. Derfor er hastighetskonstanten for denne reaksjonen 245,6 kg oksygen per sekund per kubikk måler.
Beregn hastighetskonstanten i form av hydrogen per kubikkmeter ved å dele 180 kilo med 0,3664. Derfor er hastighetskonstanten for denne reaksjonen 491,3 kg hydrogen per sekund per kubikkmeter. Hver hastighetskonstant er gyldig fordi den beregnes ved å bruke en annen reaktant som basis.
Referanser
- Chemical Reaction Engineering, 3. utgave; Oktav Levenspiel
- Elements of Chemical Reaction Engineering, 4. utgave; H. Scott Fogler
om forfatteren
Joshua Bush har skrevet fra Charlottesville, Virginia, siden 2006, og har spesialisert seg på vitenskap og kultur. Han har skrevet flere artikler i fagfellevurderte vitenskapelige tidsskrifter innen vevsteknikk. Bush har en doktor D. i kjemiteknikk fra Texas A&M University.
Fotokreditter
Fotodisk / Fotodisk / Getty Images