ค่าคงที่อัตราถ่ายทอดความเร็วของปฏิกิริยา ช่วยให้คุณทราบว่าส่วนผสมในปฏิกิริยาจะถูกบริโภคเร็วหรือช้าเพียงใดต่อปริมาตรต่อหน่วย ยิ่งค่าคงที่อัตราสูงเท่าไร ปฏิกิริยาก็จะยิ่งเร็วขึ้นและมีการใช้ส่วนผสมเฉพาะเร็วขึ้นเท่านั้น หน่วยของค่าคงที่อัตราคือปริมาณของสารตั้งต้นที่ใช้หารด้วยเวลาและปริมาตรของปฏิกิริยาทั้งหมด เนื่องจากมีสารตั้งต้นมากกว่าหนึ่งตัวในปฏิกิริยาใดๆ จึงสามารถคำนวณค่าคงที่อัตราที่แตกต่างกันสำหรับปฏิกิริยาเดียวกันได้
คำนวณปริมาตรที่เกิดปฏิกิริยา ปฏิกิริยาการเผาไหม้ในตัวอย่างนี้เกิดขึ้นในจรวดทรงกระบอกที่มีความยาว 90 เซนติเมตรและมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 72 เซนติเมตร ปริมาตรของทรงกระบอกนี้เท่ากับ Pi คูณกำลังสองของรัศมีคูณด้วยความยาว หรือ 3.14 คูณ 1296 ตารางเซนติเมตร คูณ 90 เซนติเมตร ปริมาตรเท่ากับ 366,400 ลูกบาศก์เซนติเมตร หรือ 0.3664 ลูกบาศก์เมตร
คำนวณอัตราการบริโภคของสารตั้งต้น ผลจากการทดลองตัวอย่างพบว่ามีการสร้างน้ำ 180 กิโลกรัมต่อวินาที สมการปฏิกิริยาเคมีระบุว่าออกซิเจนหนึ่งโมเลกุลหรือออกซิเจนสองอะตอมถูกใช้เพื่อสร้างโมเลกุลของน้ำสองโมเลกุล ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้ว่า 180 หารด้วย 2 หรือ 90 กิโลกรัมของโมเลกุลออกซิเจนถูกใช้ไปต่อวินาทีในปฏิกิริยา หนึ่งโมเลกุลของไฮโดรเจนหรือสองอะตอมของไฮโดรเจนถูกใช้เพื่อสร้างหนึ่งโมเลกุลของน้ำ ดังนั้นจึงใช้โมเลกุลไฮโดรเจน 180 กิโลกรัมต่อวินาที
คำนวณค่าคงที่อัตราในรูปของออกซิเจนต่อลูกบาศก์เมตรโดยหารอัตราการใช้ออกซิเจนด้วยปริมาตรของปฏิกิริยา: 90 กก./วิ หารด้วย 0.3664 เท่ากับ 245.6 ดังนั้น อัตราคงที่ของปฏิกิริยานี้คือ 245.6 กิโลกรัมของออกซิเจนต่อวินาทีต่อลูกบาศก์ เมตร.
คำนวณค่าคงที่อัตราในรูปของไฮโดรเจนต่อลูกบาศก์เมตรโดยหาร 180 กิโลกรัมด้วย 0.3664 ดังนั้นอัตราคงที่ของปฏิกิริยานี้คือ 491.3 กิโลกรัมไฮโดรเจนต่อวินาทีต่อลูกบาศก์เมตร ค่าคงที่อัตราแต่ละค่าถูกต้องเพราะคำนวณโดยใช้สารตั้งต้นที่แตกต่างกันเป็นพื้นฐาน
อ้างอิง
- วิศวกรรมปฏิกิริยาเคมี ฉบับที่ 3; อ็อกเทฟ เลเวนสปีล
- องค์ประกอบของวิศวกรรมปฏิกิริยาเคมี ฉบับที่ 4; เอช Scott Fogler
เกี่ยวกับผู้เขียน
Joshua Bush ได้เขียนหนังสือจาก Charlottesville, Va. มาตั้งแต่ปี 2006 โดยเชี่ยวชาญด้านวิทยาศาสตร์และวัฒนธรรม เขาได้เขียนบทความหลายบทความในวารสารวิทยาศาสตร์ที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญในสาขาวิศวกรรมเนื้อเยื่อ บุชสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอก ในสาขาวิศวกรรมเคมีจาก Texas A&M University
เครดิตภาพ
รูปภาพ Photodisc / Photodisc / Getty