Hvad er den samlede rækkefølge af reaktion?

Den overordnede rækkefølge af reaktionen giver en indikation af, hvordan ændring af koncentrationen af ​​reaktanterne vil ændre reaktionshastigheden. For højere reaktionsreaktioner resulterer ændring af koncentrationen af ​​reaktanterne i store ændringer i reaktionshastigheden. For lavere reaktionsreaktioner er reaktionshastigheden mindre følsom over for ændringer i koncentrationen.

Reaktionsrækkefølgen findes eksperimentelt ved at ændre koncentrationen af ​​reaktanter og observere ændringen i reaktionshastigheden. Hvis for eksempel fordobling af koncentrationen af ​​en reaktant fordobler reaktionshastigheden, er reaktionen en førsteordensreaktion for den reaktant. Hvis satsen stiger med en faktor på fire, eller hvis fordoblingen af ​​koncentrationen er kvadret, er reaktionen anden rækkefølge. For flere reaktanter, der deltager i en reaktion, er den samlede rækkefølge af reaktionen summen af ​​ordrene af de enkelte reaktionsordrer.

TL; DR (for længe, ​​ikke læst)

Den samlede reaktionsrekkefølge er summen af ​​de enkelte reaktionsreaktioner af alle reaktanterne, der deltager i en kemisk reaktion. Reaktionsreaktionen angiver, hvor meget reaktionshastigheden ændres, hvis reaktionskoncentrationen ændres.

For reaktioner i første række ændres reaktionshastigheden direkte med ændringen i koncentration af den tilsvarende reaktant. For andenordensreaktioner ændres reaktionshastigheden som kvadratet af ændringen i koncentrationen. Den samlede reaktionsreaktion er summen af ​​de enkelte reaktionsreaktioner af reaktanterne og det måler reaktionsfølsomheden for ændringer i koncentrationerne af alle reaktanterne. De individuelle ordrer af reaktion og dermed den samlede reaktionsorden bestemmes eksperimentelt.

Hvordan ordensreaktionerne arbejder

Reaktionshastigheden er relateret til koncentrationen af ​​en reaktant med hastigheden konstant, repræsenteret ved bogstavet k. Frekvenskonstanten ændres, når parametre som temperaturen ændres, men hvis kun koncentrationen ændres, forbliver hastighedskonstanten fast. Til en reaktion ved konstant temperatur og tryk svarer hastigheden til konstant gange koncentrationen af ​​hver reaktant til effekten af ​​hver reaktants rækkefølge.

Den generelle formel er følgende:

Reaktionshastighed = kA ^{xB yC z ..., hvor A, B, C ... er koncentrationerne af hver reaktant og x, y, z ... er ordrene af de enkelte reaktioner.}

Den overordnede rækkefølge af reaktionen er x + y + z +. For eksempel er der for tre første-ordensreaktioner af tre reaktanter tre ordens reaktionsrækkefølge. For to-sekunders reaktioner af to reaktanter er den samlede rækkefølge af reaktionen fire.

Eksempler på reaktionsordninger

Jodklokreaktionshastigheden er nem at måle, fordi løsningen i reaktionsbeholderen bliver blå, når reaktionen er afsluttet. Den tid det tager at blive blå er proportional med reaktionshastigheden. For eksempel, hvis fordobling af koncentrationen af ​​en af ​​reaktanterne får opløsningen til at blive blå i halvdelen af ​​tiden, er reaktionshastigheden fordoblet.

I en variation af jodklokken er koncentrationerne af jod, bromat og hydrogenreaktanter kan ændres, og tiden for opløsningen til at blive blå kan observeres. Når koncentrationerne af iod og bromat fordobles, reduceres reaktionstiden til halvdelen i hvert tilfælde. Dette viser, at reaktionshastighederne dobbelt og at disse to reaktanter deltager i førsteordens reaktioner. Når hydrogenkoncentrationen fordobles, falder reaktionstiden med en faktor på fire, hvilket betyder reaktionsfwendingshastigheden, og hydrogenreaktionen er anden rækkefølge. Denne version af jodklokken har derfor en samlet reaktionsreaktion på fire.

Andre reaktionsreaktioner omfatter en nul-ordre-reaktion, for hvilken ændring af koncentrationen ikke betyder nogen forskel. Nedbrydning reaktioner som nedbrydning af nitrousoxid er ofte nul-ordens reaktioner, fordi stoffet nedbrydes uafhængigt af dets koncentration.

Reaktioner med andre generelle reaktionsreaktioner omfatter første-, anden- og tredje-ordreaktioner. I førsteordens reaktioner finder en førsteordensreaktion for en reaktant sted med en eller flere reaktanter, som har nul-ordensreaktioner. Under en andenordensreaktion finder to reaktanter sted med første række reaktioner, eller en reaktant med en anden ordensreaktion kombinerer med en af ​​flere nul-ordensreaktanter. Ligeledes kan en tredje-ordreaktion have en kombination af reaktanter, hvis ordrer tilføjer op til tre. I hvert tilfælde angiver ordren, hvor meget reaktionen vil fremskynde eller sænke, når koncentrationerne af reaktanterne ændres.