Hitrost reakcije katere koli dane reakcije je hitrost, s katero komponente sodelujejo v določeni reakciji in tvorijo nov rezultat (na primer spojina ali oborina). Vrstni red reakcije pa je koeficient, uporabljen za vsako komponento pri izračunu hitrosti reakcije. Zakon hitrosti je matematični izraz hitrosti reakcije in to lahko traja več oblik: povprečna hitrost skozi čas, trenutna hitrost na kateri koli določeni točki in začetna hitrost reakcije.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Red reakcije je treba določiti eksperimentalno z uporabo začetnih koncentracij komponent in testiranje, da bi ugotovili, kako sprememba njihove koncentracije ali tlaka vpliva na proizvodnjo rezultanta izdelka.
Hitrost reakcije lahko ostane enakomerna ali se sčasoma spreminja, nanjo pa lahko vplivajo koncentracije posamezne komponente ali samo ena ali dve. Te koncentracije se lahko sčasoma spreminjajo, ko se reakcija nadaljuje, tako da se hitrost reakcije spreminja in hitrost spremembe spreminja sama. Hitrost reakcije se lahko spremeni tudi na podlagi drugih bolj nejasnih dejavnikov, kot je na primer površina, ki je na voljo reagentu, ki se lahko sčasoma tudi spremeni.
Vrstni red reakcije
Kadar se hitrost reakcije spreminja neposredno s koncentracijo ene komponente, naj bi šlo za reakcijo prvega reda. Laično rečeno, velikost kresa je odvisna od tega, koliko lesa nanj položite. Ko se hitrost reakcije spreminja glede na koncentracijo dveh komponent, gre za reakcijo drugega reda. Matematično rečeno, "vsota eksponentov v zakonu o stopnjah je enaka dve."
Kaj pomeni reakcija ničelnega reda
Kadar se hitrost reakcije ne razlikuje glede na koncentracijo katerega koli reagenta, gre za reakcijo ničelnega ali ničelnega reda. V tem primeru je hitrost reakcije za katero koli določeno reakcijo preprosto enaka konstanti hitrosti, ki jo predstavlja k. Reakcija ničelnega reda je izražena v obliki r= k, kje r je hitrost reakcije in k je konstanta hitrosti. Kdaj graf s časom, črta, ki označuje prisotnost reagentov, se spusti naravnost navzdol, črta, ki označuje prisotnost izdelka, pa naravnost navzgor. Naklon črte se spreminja glede na specifično reakcijo, vendar je stopnja sklanjanja A (kjer je A komponenta) enaka stopnji povečanja C (kjer je C produkt).
Drug bolj natančen izraz je psevdo reakcija ničelnega reda, ker ni popoln model. Ko koncentracija ene komponente skozi samo reakcijo postane nič, reakcija preneha. Tik pred to točko se stopnja vede bolj kot tipična reakcija prvega ali drugega reda. To je nenavadno, vendar nenavadno primer kinetike, ki je običajno posledica nekega umetnega ali drugače netipičnega stanja, kot je izjemno prevlado ene komponente ali, na drugi strani enačbe, umetno pomanjkanje druge komponenta. Pomislite na primer, v katerem je veliko določene komponente prisotno, vendar ni na voljo za reakcijo, ker predstavlja omejeno površino reakcije.
Iskanje reakcijskega naročila in konstantne stopnje
Zakon o stopnjah k je treba določiti s poskusom. Izračunavanje hitrosti reakcije je enostavno; to so stvari iz resničnega sveta, ne algebra. Če se koncentracija začetnih komponent sčasoma v linearni obliki zmanjša ali koncentracija proizvoda linearno narašča s časom, potem imate reakcijo ničelnega reda. Če se ne, imate matematiko.
Poskusno določite k z uporabo začetnih koncentracij ali tlakov komponent, ne povprečja, saj lahko prisotnost nastalega proizvoda s časom vpliva na hitrost reakcije. Nato ponovite poskus in spremenite začetno koncentracijo A ali B in opazite morebitno spremembo nastale stopnje produkcije C izdelka. Če spremembe ni, imate reakcijo ničelnega reda. Če se hitrost spreminja neposredno s koncentracijo A, imate reakcijo prvega reda. Če se spreminja glede na kvadrat A, imate reakcijo drugega reda itd.
Tam je dober obrazložitveni video v YouTubu.
Z malo časa v laboratoriju bo postalo očitno, če imate ničelni, prvi, drugi ali bolj zapleten zakon o stopnjah. Za izračune vedno uporabite začetne stopnje komponent in v dveh ali treh različicah (podvojitev in nato na primer potrojite tlak določene komponente), bo postalo jasno, s čim imate opravka.