A taxa de reação de qualquer reação dada é a taxa na qual os componentes se engajam na reação específica, formando um novo resultado (composto ou precipitado, por exemplo). A ordem de reação, por outro lado, é o coeficiente aplicado a cada componente no cálculo da taxa de reação. A lei da taxa é a expressão matemática da taxa de reação, e isso pode levar várias formas: taxa média ao longo do tempo, taxa instantânea em qualquer ponto específico e taxa inicial de reação.
TL; DR (muito longo; Não li)
A ordem de reação deve ser determinada experimentalmente usando concentrações iniciais de componentes e teste para ver como uma mudança em sua concentração ou pressão afeta a produção do resultante produtos.
A taxa de reação pode permanecer estável ou variar ao longo do tempo e pode ser afetada pelas concentrações de cada componente ou por apenas um ou dois. Essas concentrações podem variar ao longo do tempo conforme a reação continua, de modo que a taxa de reação está mudando e a própria taxa de mudança está mudando. A taxa de reação também pode mudar com base em outros fatores mais obscuros, como a área de superfície disponível para o reagente, que também pode mudar com o tempo.
A ordem da reação
Quando a taxa de reação varia diretamente com a concentração de um componente, é considerada uma reação de primeira ordem. Em termos leigos, o tamanho da fogueira depende de quanta madeira você coloca nela. Quando a taxa de reação varia com a concentração de dois componentes, é uma reação de segunda ordem. Posto matematicamente, "a soma dos expoentes na lei da taxa é igual a dois."
O que significa reação de ordem zero
Quando a taxa de reação não varia dependendo da concentração de qualquer um dos reagentes, diz-se que é uma reação de ordem zero ou zero. Nesse caso, a taxa de reação para qualquer reação específica é simplesmente igual à constante de taxa, representada por k. Uma reação de ordem zero é expressa na forma r= k, Onde r é a taxa de reação e k é a constante de taxa. Quando representado graficamente contra o tempo, a linha que indica a presença dos reagentes desce em linha reta, e a linha que indica a presença do produto sobe em linha reta. A inclinação da linha varia com a reação específica, mas a taxa de declinação de A (onde A é um componente) é igual à taxa de aumento de C (onde C é o produto).
Outro termo mais específico é reação de pseudo ordem zero porque não é um modelo perfeito. Quando a concentração de um componente torna-se zero por meio da própria reação, a reação cessa. Pouco antes desse ponto, a taxa se comporta mais como uma reação típica de primeira ou segunda ordem. É um incomum, mas não incomum caso de cinética, geralmente provocado por alguma condição artificial ou atípica, como um preponderância esmagadora de um componente ou, do outro lado da equação, uma escassez artificial de um diferente componente. Pense em um caso no qual uma grande quantidade de um determinado componente está presente, mas não disponível para a reação porque apresenta uma área de superfície limitada para a reação.
Encontrando ordem de reação e constante de taxa
A lei da taxa k deve ser determinado por meio de experimento. Determinar a taxa de reação é simples; são coisas do mundo real, não álgebra. Se a concentração dos componentes iniciais diminui de forma linear com o tempo ou a concentração do produto aumenta linearmente com o tempo, então você tem uma reação de ordem zero. Se não, você tem que fazer matemática.
Experimentalmente, você determina k usando suas concentrações iniciais ou pressões de componentes, não a média, já que a presença do produto resultante com o passar do tempo pode afetar a taxa de reação. Em seguida, você executa novamente o experimento, alterando a concentração inicial de A ou B, e observa a alteração, se houver, na taxa de produção resultante de C, o produto. Se não houver mudança, você terá uma reação de ordem zero. Se a taxa varia diretamente com a concentração de A, você tem uma reação de primeira ordem. Se varia com o quadrado de A, você tem uma reação de segunda ordem e assim por diante.
Há um bom vídeo explicativo no YouTube.
Com um pouco de tempo no laboratório, ficará óbvio se você tiver uma lei zero, primeira, segunda ou mais complicada. Sempre use taxas iniciais de componentes para seus cálculos, e dentro de duas ou três variantes (duplicação e então, triplicando a pressão de um determinado componente, por exemplo), ficará claro com o que você está lidando.