Sådan finder du reaktionsordre

Reaktionshastigheden for enhver given reaktion er den hastighed, hvormed komponenterne deltager i den specifikke reaktion, hvilket danner et nyt resultat (f.eks. forbindelse eller bundfald). Reaktionsordenen er på den anden side den koefficient, der anvendes på hver komponent i beregningen af reaktionshastigheden. Hastighedsloven er det matematiske udtryk for reaktionshastigheden, og dette kan antage adskillige former: gennemsnitshastighed over tid, øjeblikkelig hastighed på ethvert specifikt punkt og indledende reaktionshastighed.

TL; DR (for lang) ; Læste ikke)

Reaktionsordren skal bestemmes eksperimentelt ved hjælp af indledende koncentrationer af komponenter og test for at se, hvordan en ændring i deres koncentration eller tryk påvirker produktionen af det resulterende produkt.

Reaktionshastigheden kan forblive stabil eller variere over tid, og den kan påvirkes af koncentrationerne af hver komponent eller kun af en eller to. Disse koncentrationer kan variere over tid, efterhånden som reaktionen fortsætter, så reaktionshastigheden ændrer sig, og selve ændringshastigheden ændrer sig. Reaktionshastigheden kan også ændre sig på baggrund af andre mere uklare faktorer, såsom overfladearealet, der er tilgængeligt for reagenset, som også kan ændre sig over tid.
Reaktionens rækkefølge

Når reaktionshastigheden varierer direkte med koncentrationen af en komponent, siges det at være en førsteordens reaktion. I lægevilkår afhænger bålens størrelse af, hvor meget træ du lægger på det. Når reaktionshastigheden varierer med koncentrationen af to komponenter, er det en anden orden reaktion. Matematisk set, "summen af eksponenterne i hastighedsloven er lig med to."
Hvilken nul-orden reaktion betyder -

Når reaktionshastigheden ikke varierer afhængigt af koncentrationen af nogen af reagenser overhovedet, siges det at være en nul- eller nul-orden reaktion. I dette tilfælde er reaktionshastigheden for enhver specifik reaktion simpelthen lig med hastighedskonstanten repræsenteret af k
. En reaktion uden ordre udtrykkes i formen r
\u003d k, hvor r
er reaktionshastigheden og k
er hastigheden konstant. Når den er tegnet mod tiden, går linjen, der angiver tilstedeværelsen af reagenserne, ned i en lige linje, og linjen, der indikerer tilstedeværelsen af produktet, går op i en lige linje. Linjens hældning varierer med den specifikke reaktion, men nedbrydningshastigheden af A (hvor A er en komponent) er lig med stigningen i C (hvor C er produktet).

Yderligere specifikt udtryk er pseudo-nul-orden reaktion, fordi det ikke er en perfekt model. Når koncentrationen af en komponent bliver nul gennem selve reaktionen, ophører reaktionen. Lige inden dette punkt opfører raten sig mere som en typisk første- eller andenordensreaktion. Det er et usædvanligt, men ikke ualmindeligt tilfælde af kinetik, der normalt er skabt gennem en kunstig eller på anden måde atypisk tilstand, såsom en overvældende overvægt af en komponent eller på den anden side af ligningen en kunstig knaphed på en anden komponent. Tænk på et tilfælde, hvor en stor del af en bestemt komponent er til stede, men ikke tilgængelig til reaktion, fordi det udgør et begrænset overfladeareal for reaktionen.
Find reaktionsorden og konstant konstant

Takstloven < em> k
skal bestemmes via eksperiment. At udarbejde reaktionshastigheden er ligetil; det er virkelige ting, ikke algebra. Hvis koncentrationen af de indledende komponenter falder i en lineær form med tiden, eller koncentrationen af produktet stiger lineært med tiden, har du en reaktion med nul-ordre. Hvis det ikke gør det, har du matematik at gøre.

Eksperimentelt bestemmer du k
ved hjælp af dine indledende koncentrationer eller tryk på komponenter, ikke gennemsnittet, som tilstedeværelsen af det resulterende produkt som tid fortsætter kan påvirke reaktionshastigheden. Derefter kører du igen eksperimentet, ændrer den indledende koncentration af A eller B og observerer ændringen, hvis nogen, i den resulterende produktionshastighed af C, produktet. Hvis der ikke er nogen ændring, har du en reaktion i nul-rækkefølge. Hvis hastigheden varierer direkte med koncentrationen af A, har du en førsteordens reaktion. Hvis det varierer med kvadratet til A, har du en andenordens reaktion osv.

Der er en god forklaringsvideo på YouTube.

Med lidt tid i laboratoriet er det vil blive indlysende, hvis du har en nul, første, anden eller mere kompliceret satslov. Brug altid starthastigheder af komponenter til dine beregninger, og inden for to eller tre varianter (fordobling og derefter tredobling af trykket på en given komponent, for eksempel), bliver det klart, hvad du har at gøre med.