Sådan beregnes reaktionshastighed

Den hastighed, hvormed kemiske stoffer reagerer, varierer meget. Et søm kan tage år at ruste, mens eksplosivstoffer detonerer i tusindedele af et sekund. Generelt involverer en reaktionshastighed ændringen i koncentrationen af ​​et stof over en given tidsperiode. Du beregner reaktionshastigheden ved at dividere ændringen i koncentrationen i løbet af den forløbne tid. Du kan også bestemme reaktionshastigheden grafisk ved at finde koncentrationskurvens hældning.

TL; DR (for lang tid, ikke læst)

For at beregne frekvensen af ​​en kemisk reaktion, opdele molen stof forbrugt eller produceret af antallet af sekunder, reaktionen tog for at fuldføre.

Øjeblikkelig vs gennemsnitlig sats

Reaktionshastigheden kan ændre sig over tid. Som reaktant er brugt op, for eksempel falder dens hastighed typisk. Så du skal skelne mellem den øjeblikkelige reaktionshastighed, det vil sige hastigheden for et givet øjeblik og gennemsnitshastigheden, som bestemmer hastigheden i løbet af reaktionen.

Stoichiometrisk afhængighed af priser

Reaktionshastighederne for forskellige produkter og reaktanter afhænger af hinanden i overensstemmelse med reaktionens støkiometri. Når du bestemmer hastigheden for et stof i en reaktion, er det simpelthen et spørgsmål om at multiplicere molforholdene med det kendte stofs hastighed ved at finde satserne for de andre stoffer. For eksempel overvej forbrændingen af ​​methan:

CH _{4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2O}

Reaktionen forbruger to mol ilt for hver mol methan og producerer en mol kuldioxid og to af vand. Reaktionshastigheden for oxygen er dobbelt så stor som metan, men prisen for CO _{2 er den samme som for metan.}

Positiv reaktionshastighed

En reaktionshastighed skal altid være positiv nummer. Når du beregner reaktionshastigheden for et produkt, kommer en positiv hastighed naturligt, da koncentrationen af ​​stoffet stiger med tiden. Men du multiplicerer beregningen for en reaktant med negativ en (-1) for at få det til at komme positiv ud, fordi koncentrationen af ​​en reaktant falder med tiden.

Reaktionshastighed forudsætninger

Et par forskellige Miljøfaktorer kan ændre reaktionshastigheden, herunder temperatur, tryk og tilstedeværelsen af ​​katalysatorer. Du skal være opmærksom på disse faktorer, når du foretager kursberegninger. Under betingelser med standardtemperatur og tryk (STP) kan du antage, at reaktionen fandt sted ved stuetemperatur og standard atmosfæretryk.

Numerisk beregning af reaktionshastighed

Du kan udtrykke reaktionshastigheder i enheder af mol pr. liter pr. sekund eller mol × L ^{-1 × s -1. For at beregne en reaktionshastighed skal man simpelthen dele molen stof produceret eller forbrugt i reaktionen og divideres med reaktionstiden i sekunder.}

For eksempel reagerer .2 mol saltsyre i 1 liter vand med .2 mol natriumhydroxid, der danner vand og natriumchlorid. Reaktionen tager 15 sekunder. Du beregner reaktionshastigheden for saltsyre som følger:

.2 mol HCl ÷ 1 L = .2 mol pr. Liter (mol × L ^{-1).
.2 mol pr. Liter ÷ 15 sekunder = .0133 mol × L -1 × s -1.}

Grafisk beregning

Du kan måle og registrere koncentrationen af ​​et produkt eller en reaktant under en reaktion. Disse data producerer typisk en kurve, som falder for reaktanter og forøger for produkter. Hvis du finder tangentlinjen på et hvilket som helst tidspunkt langs kurven, er hældningen af ​​den linje den øjeblikkelige sats for det pågældende tidspunkt og for det pågældende stof.