Sådan beregnes den oprindelige reaktionshastighed

Kinetik eller mængder af kemiske reaktioner er et af de mest komplekse emner, der står over for gymnasieelever og collegekemielever. En kemisk reaktionshastighed beskriver hvordan koncentrationerne af produkter og reaktanter ændres med tiden. Som en reaktion fortsætter, har tendensen tendens til at falde, fordi chancen for en kollision mellem reaktanter bliver progressivt lavere. Kemister har derfor en tendens til at beskrive reaktioner ved deres "indledende" hastighed, som refererer til reaktionshastigheden i løbet af de første par sekunder eller minutter.

Generelt repræsenterer kemikere kemiske reaktioner i form

aA + bB --- & gt; cD + dD,

hvor A og B repræsenterer reaktanter, C og D repræsenterer produkter, og a, b, c og d repræsenterer deres respektive koefficienter i den afbalancerede kemiske ligning. Rateækningen for denne reaktion er da

rate = (-1 ÷ a) d [A] ÷ dt = (-1 ÷ b) d [B] ÷ dt = (1 ÷ c) d [C ] ÷ dt = (1 ÷ d) d [D] ÷ dt,

hvor firkantede parenteser angiver koncentrationen af ​​reaktanten eller produktet; a, b, c og d repræsenterer koefficienterne fra de afbalancerede kemiske ligninger; og t repræsenterer tid.

Balance Equation

Skriv en afbalanceret kemisk ligning for den reaktion, der er under undersøgelse. Som et eksempel overveje reaktionen af ​​hydrogenperoxid, H2O2, dekomponering til vand, H20 og oxygen, O2:

H2O2 (2) ---> H2O (2) + O2.

En "afbalanceret" reaktion indeholder det samme antal af hver type atom på både venstre og højre side af pilen. I dette tilfælde indeholder begge sider fire hydrogenatomer og to oxygenatomer.

Konstruktionstalsligning

Konstruer hastighedsligningen ud fra ligningen angivet i introduktionen. Fortsæt eksemplet fra trin 1:

rate = - (1 ÷ 2) d [H2O2] ÷ dt = (1 ÷ 2) d [H2O] ÷ dt = (1 ÷ 1) d [O2] ÷ dt.

Substitutionsdata

Indstil koncentrations- og tidsdata i ligningen fra trin 2 baseret på de foreliggende oplysninger i problemet eller opnået under et forsøg. For eksempel antages følgende data for den ovenfor beskrevne reaktion:

tid (er), [H2O2] (M) 0, 0.250 10, 0.226

Disse data indikerer, at efter 10 sekunder faldt koncentrationen af ​​hydrogenperoxid fra 0,250 mol pr. Liter til 0,266 mol pr. Liter. Rateækningen bliver så

rate = - (1 ÷ 2) d [H2O2] ÷ dt = - (1 ÷ 2) (0.226 - 0.250) ÷ 10 = 0.0012 M /s.

Denne værdi repræsenterer reaktionens starthastighed.