Enačba stopnje

Enačba hitrosti (ali zakon hitrosti) je enačba, ki se uporablja za izračun hitrosti kemijske reakcije. Za splošno reakcijo aA + bB → C je enačba hitrosti naslednja:

r = k [ A ] x [ B ] y {\displaystyle r\;=\;k[\mathrm {A} ]^{x}[\mathrm {B} ]^{y}}

Tukaj sta [A] in [B] koncentraciji A in B. x in y sta odvisna od tega, kateri korak določa hitrost. Če je reakcijski mehanizem zelo preprost, pri čemer se A in B udarita in nato prek enega prehodnega stanja preideta v produkte, potem je x=a in y=b. k je hitrostna konstanta reakcije. Ta se spreminja s temperaturo, tlakom in drugimi pogoji.

Enačba stopnje je diferencialna enačba. Če jo integriramo, dobimo enačbo, ki pove, kako se koncentracija reagentov in produktov spreminja s časom.

V posebnih primerih je zelo enostavno rešiti enačbo in najti k. Na primer, pri reakciji prvega reda je enačba:

r = - d [ A ] d t = k [ A ] {\displaystyle r=-{\frac {d[A]}{dt}}=k[A]}

Vključevanje daje:

  ln [ A ] = - k t + ln [ A ] 0 {\displaystyle \ \ln {[A]}=-kt+\ln {[A]_{0}}}}

Tako graf ln [ A ] {\displaystyle \ln {[A]}} glede na čas t dobimo premico z naklonom - k {\displaystyle -k} .

Včasih lahko poskuse izvedemo tako, da je reakcija videti kot reakcija prvega reda. Če je koncentracija enega reagenta vedno enako visoka, si jo lahko predstavljamo kot konstanto. Enačba postane r = k [ A ] [ B ] = k ′ [ A ] {\displaystyle r=k[A][B]=k'[A]} kjer je k' hitrostna konstanta psevdo prvega reda. Nato se lahko za izračun k' uporabi zgornja metoda.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je enačba stopnje?

V: Kako lahko izračunamo hitrostno konstanto?

V: Kaj predstavljata x in y v splošni reakcijski formuli?

V: Ali obstaja drug način za izračun k, če ima en reagent visoko koncentracijo?

V: Kako temperatura vpliva na hitrostno konstanto?

V: Katera vrsta enačbe je enačba hitrosti?

Išči po črki