Reaktionshastigheten för varje given reaktion är den hastighet med vilken komponenterna engagerar sig i den specifika reaktionen och bildar ett nytt resultat (exempelvis förening eller fällning). Reaktionsordningen är å andra sidan den koefficient som tillämpas på varje komponent i beräkningen av reaktionshastigheten. Hastighetslagen är det matematiska uttrycket för reaktionshastigheten, och detta kan ta flera former: genomsnittlig hastighet över tiden, ögonblicklig hastighet vid vilken specifik punkt som helst och initial reaktionshastighet.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Reaktionsordning måste bestämmas experimentellt med hjälp av initiala koncentrationer av komponenter och testning för att se hur en förändring i deras koncentration eller tryck påverkar produktionen av den resulterande produkt.
Reaktionshastigheten kan förbli stabil eller variera över tiden, och den kan påverkas av koncentrationerna av varje komponent eller av endast en eller två. Dessa koncentrationer kan variera över tiden när reaktionen fortsätter så att reaktionshastigheten förändras och förändringshastigheten i sig förändras. Reaktionshastigheten kan också förändras baserat på andra mer dunkla faktorer, såsom ytarea som är tillgänglig för reagenset, vilket också kan förändras över tiden.
Reaktionens ordning
När reaktionshastigheten varierar direkt med koncentrationen av en komponent sägs det vara en första ordningens reaktion. I lekmässiga termer beror storleken på brasan på hur mycket ved du lägger på den. När reaktionshastigheten varierar med koncentrationen av två komponenter är det en andra ordningens reaktion. Matematiskt uttryckt, "summan av exponenterna i skattelagen är lika med två."
Vad nollordningsreaktion betyder
När reaktionshastigheten inte varierar beroende på koncentrationen av något av reagensen alls sägs det vara en noll- eller nollordningsreaktion. I så fall är reaktionshastigheten för en specifik reaktion helt enkelt lika med hastighetskonstanten, representerad av k. En nollordningsreaktion uttrycks i formen r= k, var r är reaktionshastigheten och k är hastighetskonstanten. När ritade mot tiden, linjen som indikerar närvaron av reagensen går ner i en rak linje, och linjen som indikerar närvaron av produkten går upp i en rak linje. Lutningens lutning varierar med den specifika reaktionen, men böjningshastigheten för A (där A är en komponent) är lika med ökningshastigheten för C (där C är produkten).
En annan mer specifik term är pseudo-nollordningsreaktion eftersom den inte är en perfekt modell. När koncentrationen av en komponent blir noll genom själva reaktionen upphör reaktionen. Strax före den punkten beter sig frekvensen mer som en typisk första eller andra ordningens reaktion. Det är en ovanligt men inte ovanligt fall av kinetik, vanligtvis orsakad av något artificiellt eller på annat sätt atypiskt tillstånd, såsom en överväldigande övervägande av en komponent eller, på andra sidan ekvationen, en artificiell brist på en annan komponent. Tänk på ett fall där en stor del av en viss komponent är närvarande men inte tillgänglig för reaktion eftersom den ger en begränsad ytarea för reaktionen.
Hitta reaktionsordning och hastighetskonstant
Räntelagen k måste bestämmas via experiment. Att räkna ut reaktionshastigheten är enkelt; det är verkliga saker, inte algebra. Om koncentrationen av de ursprungliga komponenterna minskar i linjär form med tiden eller koncentrationen av produkten ökar linjärt med tiden, har du en nollordningsreaktion. Om det inte gör det, har du matte att göra.
Experimentellt bestämmer du k använda dina initiala koncentrationer eller tryck av komponenter, inte genomsnittet, eftersom närvaron av den resulterande produkten när tiden går kan påverka reaktionshastigheten. Sedan kör du om experimentet, ändrar den ursprungliga koncentrationen av A eller B och observerar förändringen, om någon, i den resulterande produktionshastigheten för C, produkten. Om det inte finns någon förändring har du en nollordningsreaktion. Om hastigheten varierar direkt med A-koncentrationen har du en första ordningens reaktion. Om det varierar med A-kvadrat har du en andra ordningens reaktion och så vidare.
Det finns en bra förklaring video på Youtube.
Med lite tid i labbet blir det uppenbart om du har en noll, första, andra eller mer komplicerad skattelag. Använd alltid de inledande hastigheterna för komponenter för dina beräkningar och inom två eller tre varianter (fördubbling och sedan tredubblar du trycket på en viss komponent, till exempel), blir det klart vad du har att göra med.