Ordinea generală a reacției oferă o indicație a modului în care schimbarea concentrației reactanților va schimba viteza reacției. Pentru ordine mai mari de reacție, modificarea concentrației reactanților are ca rezultat modificări mari ale vitezei de reacție. Pentru ordinele de reacție mai mici, viteza de reacție este mai puțin sensibilă la modificările concentrației.
Ordinea reacției se găsește experimental prin schimbarea concentrației reactanților și observarea modificării vitezei de reacție. De exemplu, dacă dublarea concentrației unui reactant dublează viteza de reacție, reacția este o reacție de ordinul întâi pentru acel reactant. Dacă rata crește cu un factor de patru sau dublarea concentrației la pătrat, reacția este de ordinul doi. Pentru mai mulți reactanți care iau parte la o reacție, ordinea generală a reacției este suma ordinelor ordinelor individuale de reacție.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Ordinea generală a reacției este suma ordinelor individuale de reacție a tuturor reactanților care iau parte la o reacție chimică. Ordinea reacției unui reactant indică cât de mult se modifică viteza de reacție dacă se modifică concentrația reactantului.
De exemplu, pentru reacțiile de ordinul întâi, viteza reacției se schimbă direct odată cu modificarea concentrației reactantului corespunzător. Pentru reacțiile de ordinul doi, viteza reacției se modifică pe măsură ce pătratul modificării concentrației. Ordinea generală a reacției este suma ordinelor de reacție individuale ale reactanților și măsoară sensibilitatea reacției la modificările concentrațiilor tuturor reactanților. Ordinele individuale de reacție și, prin urmare, ordinea generală a reacției sunt determinate experimental.
Cum funcționează ordinele de reacție
Viteza unei reacții este legată de concentrația unui reactant prin constanta de viteză, reprezentată de litera k. Constanta de viteză se modifică atunci când parametrii precum temperatura se schimbă, dar dacă se schimbă doar concentrația, constanta de viteză rămâne fixă. Pentru o reacție la temperatură și presiune constante, viteza este egală cu rata constantă de ori a concentrației fiecăruia dintre reactanți la puterea ordinii fiecărui reactant.
Formula generală este următoarea:
Viteza de reacție = kAXByCz..., unde A, B, C... sunt concentrațiile fiecărui reactant și x, y, z... sunt ordinele reacțiilor individuale.
Ordinea generală a reacției este x + y + z +... De exemplu, pentru trei reacții de ordinul întâi a trei reactanți, ordinea generală a reacției este de trei. Pentru două reacții de ordinul doi ale a doi reactanți, ordinea generală a reacției este de patru.
Exemple de ordine de reacție
Viteza de reacție a ceasului de iod este ușor de măsurat, deoarece soluția din recipientul de reacție devine albastră când reacția este completă. Timpul necesar pentru a deveni albastru este proporțional cu viteza reacției. De exemplu, dacă dublarea concentrației unuia dintre reactanți face ca soluția să devină albastră în jumătate din timp, viteza de reacție s-a dublat.
Într-o variantă a ceasului cu iod, concentrațiile reactivilor de iod, bromat și hidrogen pot fi modificate și se pot observa timpii pentru ca soluția să devină albastră. Când concentrațiile de iod și bromat sunt dublate, timpul de reacție este redus la jumătate în fiecare caz. Acest lucru arată că ratele reacției se dublează și că acești doi reactanți participă la reacțiile de ordinul întâi. Când concentrația de hidrogen este dublată, timpul de reacție scade cu un factor de patru, ceea ce înseamnă că viteza de cvadruplă a reacției și reacția de hidrogen sunt de ordinul doi. Această versiune a ceasului cu iod are deci o ordine generală de reacție de patru.
Alte ordine de reacție includ o reacție de ordin zero pentru care schimbarea concentrației nu face nicio diferență. Reacțiile de descompunere, cum ar fi descompunerea oxidului de azot, sunt adesea reacții de ordin zero, deoarece substanța se descompune independent de concentrația sa.
Reacțiile cu alte ordine generale de reacție includ reacții de ordinul I, II și III. În reacțiile de ordinul întâi, are loc o reacție de ordinul întâi pentru un reactant cu unul sau mai mulți reactanți care au reacții de ordin zero. În timpul unei reacții de ordinul doi, au loc doi reactanți cu reacții de ordinul întâi sau un reactant cu o reacție de ordinul doi se combină cu unul dintre mai mulți reactanți de ordin zero. În mod similar, o reacție de ordinul trei poate avea o combinație de reactanți ale căror ordine se adună la trei. În fiecare caz, ordinea indică cât de mult se va accelera sau încetini reacția atunci când se modifică concentrațiile reactanților.
