Stałe szybkości określają szybkość reakcji, informując o tym, jak szybko lub wolno składnik reakcji zostanie zużyty na jednostkę objętości. Im wyższa stała szybkości, tym szybciej będzie przebiegać reakcja i tym szybciej określony składnik zostanie zużyty. Jednostki stałej szybkości to ilość zużytego reagenta podzielona przez czas i całkowitą objętość reakcji. Ponieważ w każdej reakcji występuje więcej niż jeden reagent, możliwe jest obliczenie różnych stałych szybkości dla tej samej reakcji.
Oblicz objętość, w której zachodzi reakcja. Reakcja spalania w tym przykładzie zachodzi w cylindrycznej rakiecie o długości 90 centymetrów i średnicy 72 centymetrów. Objętość tego cylindra jest równa Pi razy kwadrat promienia pomnożony przez długość, czyli 3,14 razy 1296 centymetrów kwadratowych razy 90 centymetrów. Objętość wynosi 366 400 centymetrów sześciennych, czyli 0,3664 metrów sześciennych.
Oblicz szybkość zużycia reagentów. Wyniki przykładowego eksperymentu wykazały, że na sekundę powstaje 180 kilogramów wody. Równanie reakcji chemicznej mówi, że jedna cząsteczka tlenu lub dwa atomy tlenu są używane do wytworzenia dwóch cząsteczek wody. Można więc powiedzieć, że w reakcji zużyto 180 dzielonych przez 2, czyli 90 kilogramów cząsteczek tlenu na sekundę. Jedna cząsteczka wodoru lub dwa atomy wodoru są używane do wytworzenia jednej cząsteczki wody, więc 180 kilogramów cząsteczek wodoru zostało zużytych na sekundę.
Oblicz stałą szybkości w przeliczeniu na tlen na metr sześcienny, dzieląc szybkość zużycia tlenu przez objętość reakcji: 90 kg/s podzielone przez 0,3664 równa się 245,6. Dlatego stała szybkości tej reakcji wynosi 245,6 kilogramów tlenu na sekundę na sześcienny metr.
Oblicz stałą szybkości w przeliczeniu na wodór na metr sześcienny, dzieląc 180 kilogramów przez 0,3664. Dlatego stała szybkości tej reakcji wynosi 491,3 kilogramów wodoru na sekundę na metr sześcienny. Każda stała szybkości jest ważna, ponieważ jest obliczana przy użyciu innego reagenta jako podstawy.
Bibliografia
- Inżynieria reakcji chemicznych, wyd. 3; Oktawa Levenspiel
- Elementy Inżynierii Reakcji Chemicznych, wyd. 4; H. Scott Fogler
o autorze
Joshua Bush pisze z Charlottesville w Wirginii od 2006 roku, specjalizując się w nauce i kulturze. Jest autorem kilku artykułów w recenzowanych czasopismach naukowych z dziedziny inżynierii tkankowej. Bush posiada tytuł doktora. w inżynierii chemicznej z Texas A&M University.
Kredyty fotograficzne
Fotodysk/Fotodysk/Getty Images