Περιεχόμενο
- TL · DR (Πολύ μακρύ;
- Η σειρά της αντίδρασης
- Τι σημαίνει αντίδραση μηδενικής τάξης
- Εύρεση εντολής αντίδρασης και σταθερής τιμής
Ο ρυθμός αντίδρασης οποιασδήποτε δεδομένης αντίδρασης είναι ο ρυθμός με τον οποίο τα συστατικά εμπλέκονται στην ειδική αντίδραση, σχηματίζοντας ένα νέο αποτέλεσμα (ένωση ή ίζημα, για παράδειγμα). Η σειρά αντίδρασης, από την άλλη πλευρά, είναι ο συντελεστής που εφαρμόζεται σε κάθε συστατικό στον υπολογισμό του ρυθμού αντίδρασης. Ο νόμος επιτοκίου είναι η μαθηματική έκφραση του ρυθμού αντίδρασης και αυτό μπορεί να λάβει διάφορες μορφές: τον μέσο ρυθμό με την πάροδο του χρόνου, τον στιγμιαίο ρυθμό σε οποιοδήποτε συγκεκριμένο σημείο και τον αρχικό ρυθμό αντίδρασης.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Η σειρά αντίδρασης πρέπει να προσδιοριστεί πειραματικά χρησιμοποιώντας αρχικές συγκεντρώσεις συστατικών και δοκιμές για να διαπιστωθεί πώς μια μεταβολή της συγκέντρωσης ή της πίεσης τους επηρεάζει την παραγωγή του προκύπτοντος προϊόντος.
Ο ρυθμός αντίδρασης μπορεί να παραμείνει σταθερός ή να μεταβάλλεται με την πάροδο του χρόνου και μπορεί να επηρεάζεται από τις συγκεντρώσεις κάθε συστατικού ή μόνο από ένα ή δύο. Αυτές οι συγκεντρώσεις μπορούν να ποικίλουν με την πάροδο του χρόνου καθώς η αντίδραση συνεχίζεται έτσι ώστε ο ρυθμός αντίδρασης να αλλάζει και ο ρυθμός της αλλαγής αλλάζει. Ο ρυθμός αντίδρασης μπορεί επίσης να αλλάξει με βάση άλλους πιο συγκεχυμένους παράγοντες, όπως η επιφάνεια που είναι διαθέσιμη στο αντιδραστήριο, η οποία μπορεί επίσης να μεταβληθεί με την πάροδο του χρόνου.
Η σειρά της αντίδρασης
Όταν ο ρυθμός αντίδρασης ποικίλει άμεσα με τη συγκέντρωση ενός συστατικού, λέγεται ότι είναι μια αντίδραση πρώτης τάξης. Σε γενικές γραμμές, το μέγεθος της φωτιάς εξαρτάται από το πόσο ξύλο βάζετε σε αυτό. Όταν ο ρυθμός αντίδρασης ποικίλλει ανάλογα με τη συγκέντρωση δύο συστατικών, είναι μια αντίδραση δεύτερης τάξης. Μαθηματικά θέσαμε, "το άθροισμα των εκφραστών στον νόμο επιτοκίων είναι ίσο με δύο".
Τι σημαίνει αντίδραση μηδενικής τάξης
Όταν ο ρυθμός αντίδρασης δεν ποικίλλει ανάλογα με τη συγκέντρωση οποιουδήποτε από τα αντιδραστήρια καθόλου, η αναφερθείσα είναι αντίδραση μηδενικής ή μηδενικής τάξης. Στην περίπτωση αυτή, ο ρυθμός αντίδρασης για οποιαδήποτε συγκεκριμένη αντίδραση είναι απλά ίσος με τη σταθερά ταχύτητας, που αντιπροσωπεύεται από κ. Μια αντίδραση μηδενικής τάξης εκφράζεται στη μορφή r = k, που r είναι ο ρυθμός αντίδρασης και κ είναι η σταθερά ρυθμού. Όταν καταγράφονται με το χρόνο, η γραμμή που υποδεικνύει την παρουσία των αντιδραστηρίων μειώνεται σε ευθεία γραμμή και η γραμμή που δείχνει την παρουσία του προϊόντος ανεβαίνει σε ευθεία γραμμή. Η κλίση της γραμμής ποικίλλει ανάλογα με την ειδική αντίδραση, αλλά ο ρυθμός απόσβεσης του Α (όπου το Α είναι ένα συστατικό) είναι ίσο με το ρυθμό αύξησης του C (όπου το C είναι το προϊόν).
Ένας άλλος πιο συγκεκριμένος όρος είναι η αντίδραση ψευδο-μηδενικής τάξης επειδή δεν είναι τέλειο μοντέλο. Όταν η συγκέντρωση ενός συστατικού καθίσταται μηδέν μέσω της ίδιας της αντίδρασης, διακόπτεται η αντίδραση. Πριν από αυτό το σημείο, το ποσοστό συμπεριφέρεται περισσότερο σαν μια τυπική αντίδραση πρώτης ή δεύτερης τάξης. Είναι μια ασυνήθιστη αλλά όχι ασυνήθιστη περίπτωση κινητικής που συνήθως προκαλείται από κάποια τεχνητή ή άτυπη κατάσταση, όπως μια συντριπτική πλειοψηφία ενός συστατικού ή, από την άλλη πλευρά της εξίσωσης, μια τεχνητή σπανιότητα διαφορετικής συνιστώσας. Σκεφτείτε μια περίπτωση στην οποία υπάρχει ένα μεγάλο μέρος ενός συγκεκριμένου συστατικού αλλά δεν είναι διαθέσιμο για αντίδραση επειδή παρουσιάζει περιορισμένη επιφάνεια για την αντίδραση.
Εύρεση εντολής αντίδρασης και σταθερής τιμής
Ο νόμος περί επιτοκίων κ πρέπει να προσδιοριστεί μέσω πειράματος. Η εκπόνηση του ρυθμού αντίδρασης είναι απλή. τα πράγματα του πραγματικού κόσμου, όχι άλγεβρα. Εάν η συγκέντρωση των αρχικών συστατικών μειώνεται σε γραμμική μορφή με το χρόνο ή η συγκέντρωση του προϊόντος αυξάνεται γραμμικά με το χρόνο, τότε έχετε αντίδραση μηδενικής τάξης. Αν όχι, έχετε μαθηματικά να το κάνετε.
Πειραματικά, καθορίζετε κ χρησιμοποιώντας τις αρχικές σας συγκεντρώσεις ή πιέσεις συστατικών, όχι τον μέσο όρο, καθώς η παρουσία του προκύπτοντος προϊόντος με την πάροδο του χρόνου μπορεί να επηρεάσει τον ρυθμό αντίδρασης. Στη συνέχεια, επαναλάβετε το πείραμα, αλλάζοντας την αρχική συγκέντρωση Α ή Β και παρατηρήστε την αλλαγή, εάν υπάρχει, στον προκύπτοντα ρυθμό παραγωγής του προϊόντος C. Εάν δεν υπάρχει αλλαγή, έχετε αντίδραση μηδενικής τάξης. Εάν ο ρυθμός ποικίλει άμεσα με τη συγκέντρωση του Α, έχετε μια αντίδραση πρώτης τάξης. Εάν διαφέρει ανάλογα με το τετράγωνο του Α, έχετε μια αντίδραση δεύτερης τάξης και ούτω καθεξής.
Υπάρχει ένα καλό βίντεο εξήγησης στο YouTube.
Με λίγη ώρα στο εργαστήριο, θα γίνει φανερό εάν έχετε ένα μηδέν, πρώτο, δεύτερο ή πιο περίπλοκο νόμο επιτοκίων. Χρησιμοποιείτε πάντα τους αρχικούς ρυθμούς των στοιχείων για τους υπολογισμούς σας και μέσα σε δύο ή τρεις παραλλαγές (διπλασιάζοντας και στη συνέχεια τριπλασιάζοντας την πίεση ενός δεδομένου στοιχείου, για παράδειγμα), θα καταστεί σαφές τι ασχολείστε.