Splošni vrstni red reakcije kaže, kako bo spreminjanje koncentracije reaktantov spremenilo hitrost reakcije. Pri višjih reakcijskih vrstah spreminjanje koncentracije reaktantov povzroči velike spremembe hitrosti reakcije. Pri nižjih reakcijskih stopnjah je hitrost reakcije manj občutljiva na spremembe koncentracije.
Vrstni red reakcije najdemo eksperimentalno s spreminjanjem koncentracije reaktantov in opazovanjem spremembe hitrosti reakcije. Na primer, če podvojitev koncentracije reaktanta podvoji hitrost reakcije, je reakcija reakcije prvega reda za ta reaktant. Če se hitrost poveča za faktor štiri ali podvojitev koncentracije na kvadrat, je reakcija drugega reda. Za več reaktantov, ki sodelujejo v reakciji, je celotni vrstni red reakcije vsota zaporedij posameznih reakcijskih vrst.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Skupni reakcijski vrstni red je vsota posameznih reakcijskih vrst vseh reaktantov, ki sodelujejo v kemijski reakciji. Vrstni red reakcije kaže, koliko se hitrost reakcije spremeni, če se spremeni koncentracija reaktanta.
Na primer, pri reakcijah prvega reda se hitrost reakcije spremeni neposredno s spremembo koncentracije ustreznega reaktanta. Pri reakcijah drugega reda se hitrost reakcije spremeni kot kvadrat spremembe koncentracije. Skupni vrstni red reakcije je vsota posameznih reakcijskih vrst reaktantov in meri občutljivost reakcije na spremembe koncentracij vseh reaktantov. Posamezni vrstni red reakcije in s tem celotni vrstni red reakcije določimo eksperimentalno.
Kako delujejo odzivni nalogi
Hitrost reakcije je povezana s koncentracijo reaktanta s konstanto hitrosti, ki jo predstavlja črka k. Konstanta hitrosti se spremeni, ko se spremenijo parametri, kot je temperatura, če pa se spremeni le koncentracija, ostane konstanta hitrosti nespremenjena. Za reakcijo pri konstantni temperaturi in tlaku je hitrost enaka konstanti hitrosti, pomnoženi s koncentracijo vsakega od reaktantov, in močjo reda vsakega reaktanta.
Splošna formula je naslednja:
Hitrost reakcije = kAxByCz..., kjer A, B, C... so koncentracije vsakega reaktanta in x, y, z... so vrstni red posameznih reakcij.
Skupni vrstni red reakcije je x + y + z +... Na primer, za tri reakcije prvega reda treh reaktantov je skupni vrstni red reakcij tri. Za dve reakciji drugega reda dveh reaktantov je celotni vrstni red reakcije štiri.
Primeri odzivnih nalogov
Hitrost reakcije z jodno uro je enostavno izmeriti, ker raztopina v reakcijski posodi postane modra, ko je reakcija končana. Čas, ki je potreben, da modri, je sorazmeren s hitrostjo reakcije. Če na primer zaradi podvojitve koncentracije enega od reaktantov raztopina v polovici časa postane modra, se je hitrost reakcije podvojila.
V eni različici jodne ure lahko spremenimo koncentracije jodnih, bromatskih in vodikovih reaktantov in opazujemo čase, ko raztopina postane modra. Ko se koncentracije joda in bromata podvojijo, se reakcijski čas v vsakem primeru zmanjša na polovico. To kaže, da se hitrosti reakcije podvojijo in da oba reaktanta sodelujeta v reakcijah prvega reda. Ko se koncentracija vodika podvoji, se reakcijski čas zmanjša za faktor štiri, kar pomeni, da se hitrost reakcije štirikrat poveča, reakcija vodika pa je drugega reda. Ta različica jodne ure ima zato splošni vrstni red reakcij štiri.
Drugi reakcijski redovi vključujejo reakcije ničelnega reda, pri katerih spreminjanje koncentracije ne vpliva. Reakcije razgradnje, kot je razgradnja dušikovega oksida, so pogosto reakcije ničelnega reda, ker snov razpade neodvisno od svoje koncentracije.
Reakcije z drugimi splošnimi zaporedji reakcij vključujejo reakcije prvega, drugega in tretjega reda. Pri reakcijah prvega reda poteka reakcija prvega reda za en reagent z enim ali več reaktanti, ki imajo reakcije ničelnega reda. Med reakcijo drugega reda pride do dveh reaktantov s reakcijami prvega reda ali pa se reaktant z reakcijo drugega reda kombinira z enim od več reagentov ničelnega reda. Podobno lahko reakcija tretjega reda vsebuje kombinacijo reagentov, katerih ukazi seštejejo do tri. V vsakem primeru vrstni red navaja, koliko se bo reakcija pospešila ali upočasnila, če se spremenijo koncentracije reaktantov.