Περιεχόμενο
- TL · DR (Πολύ μακρύ;
- Στιγμιαίο έναντι μέσου ποσοστού
- Στοιχειομετρική εξάρτηση των τιμών
- Ποσοστό θετικής αντίδρασης
- Υποθέσεις ρυθμού αντίδρασης
- Αριθμητικός υπολογισμός του ρυθμού αντίδρασης
- Υπολογισμός ποσοστού γραφικών
Ο ρυθμός με τον οποίο αντιδρούν οι χημικές ουσίες ποικίλλει σημαντικά. Ένα καρφί μπορεί να χρειαστεί χρόνια για να σκουριάσει, ενώ τα εκρηκτικά εκρήγνυνται σε χιλιοστά του δευτερολέπτου. Γενικά, ο ρυθμός αντίδρασης περιλαμβάνει τη μεταβολή της συγκέντρωσης μιας ουσίας σε μια δεδομένη χρονική περίοδο. Υπολογίζετε τον ρυθμό αντίδρασης διαιρώντας τη μεταβολή της συγκέντρωσης με το χρόνο που έχει περάσει. Μπορείτε επίσης να καθορίσετε το ρυθμό μιας αντίδρασης γραφικά, βρίσκοντας την κλίση της καμπύλης συγκέντρωσης.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Για να υπολογίσετε την ταχύτητα μιας χημικής αντίδρασης, διαιρέστε τα σωματίδια της ουσίας που καταναλώνονται ή παράγονται από τον αριθμό δευτερολέπτων που χρειάστηκε η αντίδραση για να ολοκληρωθεί.
Στιγμιαίο έναντι μέσου ποσοστού
Ο ρυθμός αντίδρασης μπορεί να αλλάξει με την πάροδο του χρόνου. Καθώς χρησιμοποιείται ένα αντιδραστήριο, για παράδειγμα, ο ρυθμός του συνήθως μειώνεται. Επομένως, πρέπει να διακρίνετε μεταξύ του στιγμιαίου ρυθμού αντίδρασης, δηλαδή του ρυθμού για μια δεδομένη στιγμή, και του μέσου ρυθμού, ο οποίος καθορίζει το ρυθμό στην πορεία της αντίδρασης.
Στοιχειομετρική εξάρτηση των τιμών
Οι ρυθμοί αντίδρασης για διαφορετικά προϊόντα και αντιδραστήρια εξαρτώνται ο ένας από τον άλλο σύμφωνα με τη στοιχειομετρία της αντίδρασης. Όταν καθορίζετε τον ρυθμό μιας ουσίας σε μια αντίδραση, η εύρεση των ποσοστών για τις άλλες ουσίες είναι απλώς θέμα πολλαπλασιασμού των γραμμομοριακών αναλογιών με το ρυθμό της γνωστής ουσίας. Για παράδειγμα, εξετάστε την καύση μεθανίου:
CH4 + 202 → CO2 + 2Η2Ο
Η αντίδραση καταναλώνει δύο γραμμομόρια οξυγόνου για κάθε γραμμομόριο μεθανίου και παράγει ένα γραμμομόριο διοξειδίου του άνθρακα και δύο με νερό. Ο ρυθμός αντίδρασης για το οξυγόνο είναι διπλάσιο από εκείνο του μεθανίου, αλλά ο ρυθμός για το CO2 είναι το ίδιο με το μεθάνιο.
Ποσοστό θετικής αντίδρασης
Ο ρυθμός αντίδρασης πρέπει πάντα να είναι ένας θετικός αριθμός. Όταν υπολογίζετε τον ρυθμό αντίδρασης ενός προϊόντος, ένας θετικός ρυθμός έρχεται φυσιολογικά, καθώς η συγκέντρωση της ουσίας αυξάνεται με το χρόνο. Αλλά πολλαπλασιάζετε τον υπολογισμό για ένα αντιδρόν με αρνητικό (-1) για να το καταστήσετε θετικό, επειδή η συγκέντρωση ενός αντιδραστηρίου μειώνεται με το χρόνο.
Υποθέσεις ρυθμού αντίδρασης
Μερικοί διαφορετικοί περιβαλλοντικοί παράγοντες μπορούν να μεταβάλλουν την ταχύτητα μιας αντίδρασης, συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας, της πίεσης και της παρουσίας καταλυτών. Πρέπει να γνωρίζετε αυτούς τους παράγοντες κατά τον υπολογισμό των ποσοστών. Υπό συνθήκες τυπικής θερμοκρασίας και πίεσης (STP), μπορείτε να υποθέσετε ότι η αντίδραση έλαβε χώρα σε θερμοκρασία δωματίου και τυπική ατμοσφαιρική πίεση.
Αριθμητικός υπολογισμός του ρυθμού αντίδρασης
Μπορείτε να εκφράσετε τα ποσοστά αντίδρασης σε μονάδες γραμμομορίων ανά λίτρο ανά δευτερόλεπτο ή mollL-1 × s-1. Για να υπολογίσετε ένα ρυθμό αντίδρασης, απλά διαιρέστε τα μόρια ουσίας που παράγονται ή καταναλώνονται στην αντίδραση και διαιρέστε με τον χρόνο αντίδρασης σε δευτερόλεπτα.
Για παράδειγμα, 0,2 γραμμομόρια υδροχλωρικού οξέος σε 1 λίτρο νερού αντιδρούν με τα 2 γραμμομόρια υδροξειδίου του νατρίου, σχηματίζοντας νερό και χλωριούχο νάτριο. Η αντίδραση διαρκεί 15 δευτερόλεπτα. Υπολογίζετε τον ρυθμό αντίδρασης για το υδροχλωρικό οξύ ως εξής:
.2 γραμμομόρια HCl ÷ 1 L = .2 moles ανά λίτρο (mol × L-1 ).
.2 moles ανά λίτρο ÷ 15 δευτερόλεπτα = .0133 mol × L-1 × s-1.
Υπολογισμός ποσοστού γραφικών
Μπορείτε να μετρήσετε και να καταγράψετε τη συγκέντρωση ενός προϊόντος ή αντιδραστηρίου κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης. Αυτά τα δεδομένα τυπικά παράγουν μια καμπύλη που μειώνεται για τα αντιδραστήρια και αυξάνει για τα προϊόντα. Αν βρείτε την εφαπτόμενη γραμμή σε οποιοδήποτε σημείο κατά μήκος της καμπύλης, η κλίση της γραμμής αυτής είναι η στιγμιαία ταχύτητα για εκείνη την χρονική στιγμή και για την ουσία.