Ogólny porządek reakcji wskazuje, jak zmiana stężenia reagentów wpłynie na szybkość reakcji. Dla wyższych rzędów reakcji zmiana stężenia reagentów powoduje duże zmiany szybkości reakcji. Dla niższych rzędów reakcji szybkość reakcji jest mniej wrażliwa na zmiany stężenia.
Kolejność reakcji ustala się eksperymentalnie, zmieniając stężenie reagentów i obserwując zmianę szybkości reakcji. Na przykład, jeśli podwojenie stężenia reagenta podwaja szybkość reakcji, reakcja jest reakcją pierwszego rzędu dla tego reagenta. Jeśli szybkość wzrasta czterokrotnie lub podwaja się stężenie do kwadratu, reakcja jest drugiego rzędu. Dla kilku reagentów biorących udział w reakcji, ogólny porządek reakcji jest sumą rzędów poszczególnych rzędów reakcji.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Ogólny porządek reakcji jest sumą poszczególnych porządków reakcji wszystkich reagentów biorących udział w reakcji chemicznej. Kolejność reakcji reagenta wskazuje, jak bardzo zmienia się szybkość reakcji, gdy zmienia się stężenie reagenta.
Na przykład w przypadku reakcji pierwszego rzędu szybkość reakcji zmienia się bezpośrednio ze zmianą stężenia odpowiedniego reagenta. W przypadku reakcji drugiego rzędu szybkość reakcji zmienia się jako kwadrat zmiany stężenia. Ogólny porządek reakcji jest sumą poszczególnych rzędów reakcji reagentów i mierzy wrażliwość reakcji na zmiany stężeń wszystkich reagentów. Poszczególne porządki reakcji, a tym samym ogólny porządek reakcji, są określane eksperymentalnie.
Jak działają rozkazy reakcji?
Szybkość reakcji jest związana ze stężeniem reagenta przez stałą szybkości, reprezentowaną przez literę k. Stała szybkości zmienia się, gdy zmieniają się parametry, takie jak temperatura, ale jeśli zmienia się tylko stężenie, stała szybkości pozostaje stała. W przypadku reakcji w stałej temperaturze i ciśnieniu szybkość jest równa stałej szybkości razy stężenie każdego z reagentów do potęgi rzędu każdego reagenta.
Ogólna formuła jest następująca:
Szybkość reakcji = kAxbtakdoz..., gdzie A, B, C... są stężeniami każdego reagenta i x, y, z... są rzędy poszczególnych reakcji.
Ogólna kolejność reakcji to x + y + z +... Na przykład, dla trzech reakcji pierwszego rzędu trzech reagentów, ogólny porządek reakcji wynosi trzy. W przypadku dwóch reakcji drugiego rzędu dwóch reagentów ogólny porządek reakcji wynosi cztery.
Przykłady rozkazów reakcji
Szybkość reakcji zegara jodowego jest łatwa do zmierzenia, ponieważ roztwór w pojemniku reakcyjnym zmienia kolor na niebieski po zakończeniu reakcji. Czas potrzebny do zmiany koloru na niebieski jest proporcjonalny do szybkości reakcji. Na przykład, jeśli podwojenie stężenia jednego z reagentów powoduje, że roztwór zmienia kolor na niebieski w czasie o połowę krótszym, szybkość reakcji podwoiła się.
W jednym z wariantów zegara jodowego można zmieniać stężenia reagentów jodu, bromianu i wodoru oraz obserwować czas, w którym roztwór zmienia kolor na niebieski. Gdy stężenia jodu i bromianu są podwojone, czas reakcji skraca się w każdym przypadku do połowy. To pokazuje, że szybkość reakcji podwaja się i że te dwa reagenty biorą udział w reakcjach pierwszego rzędu. Gdy stężenie wodoru zostanie podwojone, czas reakcji skraca się czterokrotnie, co oznacza, że szybkość reakcji wzrasta czterokrotnie, a reakcja wodoru jest drugiego rzędu. Ta wersja zegara jodowego ma zatem ogólną kolejność reakcji czterech.
Inne rzędy reakcji obejmują reakcję rzędu zerowego, dla której zmiana stężenia nie ma znaczenia. Reakcje rozkładu, takie jak rozkład podtlenku azotu, są często reakcjami zerowego rzędu, ponieważ substancja rozkłada się niezależnie od swojego stężenia.
Reakcje z innymi ogólnymi rzędami reakcji obejmują reakcje pierwszego, drugiego i trzeciego rzędu. W reakcjach pierwszego rzędu zachodzi reakcja pierwszego rzędu dla jednego reagenta z jednym lub większą liczbą reagentów, które mają reakcje zerowego rzędu. Podczas reakcji drugiego rzędu zachodzą dwa reagenty z reakcjami pierwszego rzędu lub reagent z reakcją drugiego rzędu łączy się z jednym lub większą liczbą reagentów zerowego rzędu. Podobnie reakcja trzeciego rzędu może mieć kombinację reagentów, których rzędy sumują się do trzech. W każdym przypadku kolejność wskazuje, jak bardzo reakcja przyspieszy lub zwolni, gdy zmienią się stężenia reagentów.