Hvad er loven om hastighed?

I året 1864 formulerede kemikere Cato Maximilian Guldberg og Peter Waage lov om hastighed, som foreslår, at hastigheden af en kemisk reaktion bestemmes udelukkende af reaktanterne for denne reaktion.

loven om hastighed er angivet eller repræsenteret af et matematisk udtryk, der opnår produktet af koncentrationer i mol / l af reaktanterne hævet til deres respektive koefficienter (a, b) støkiometriske (afbalanceringsværdier) med en konstant (k).

v = k. [reagens 1]^Det[reagens 2]^B

At bygge det udtryk, der henviser til lov om hastighed, er det vigtigt, at vi ved, om reaktionen er elementær (behandles i et trin) eller ikke-elementær (som behandles i flere trin).

Hastighedslov for elementære reaktioner

For reaktioner, der fortsætter i et enkelt trin, udtryk for lov om hastighed bruger komponenterne (reaktanter og deres koefficienter) i ligningen. Eksempel:

1 CH_{4 (g)} + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O

I denne elementære reaktion har vi reagenserne methan (CH₄, med koefficient 1) og ilt (O₂, med koefficienten 2). Således vil udtrykket for loven om hastighed være:

instagram story viewer

v = k. [CH₄]¹[O₂]²

Hastighedslov for ikke-elementære reaktioner

Da ikke-elementære reaktioner forekommer i flere trin, bestemmer ekspressionen af lov om hastighed det afhænger af analysen af hvert reagenss indflydelse på hvert trin. Til dette giver øvelserne eller teksterne en tabel, der indeholder koncentrations- og hastighedsværdier for hvert trin, som i eksemplet nedenfor:

a A + b B + c C → d D

Da tabellen har fire linjer, er det derfor en ikke-elementær reaktion, der behandles i fire trin, og dens reaktanter er A, B og C. For at kende de koefficienter, de har, skal vi udføre følgende trin:

1. trin: bestemme bestille af reagens A.

Til det skal vi vælge to trin, hvor koncentrationen af A ændres, og den for B og C ikke ændres. De valgte trin er således det første og det andet, hvor vi har følgende ændringer:

Koncentration af X: fordobles i værdi, da den går fra 2 til 4;
Hastighed: firdobles i værdi, da den går fra 0,5 til 2.

Således skal analysen være:

2. [X] = 4.v

Sætter de to værdier på samme base:

2. [X] = 2².v

Vi har, at forskellen er eksponenten 2, så rækkefølgen af A vil være 2.

2. trin: Bestem rækkefølgen af reagens B.

Til dette skal vi vælge to trin, hvor koncentrationen af B ændres, og den for A og C ikke ændres. Således er de valgte trin 2^Det og kl. 3^Det, hvor vi har følgende ændringer:

Y-koncentration: fordobles i værdi, da den går fra 3 til 6;
Hastighed: ændrer ikke dens værdi, da den var 2 og forbliver 2.

Således skal analysen være:

2. [X] = 2.v

Da de to værdier allerede er på samme basis, og ændringen i koncentration ikke ændrer hastigheden, vil rækkefølgen af B være 0.

3. trin: Bestem rækkefølgen af reagens C.

Til dette skal vi vælge to trin, hvor koncentrationen af C ændres, og den af X ikke ændres. De valgte trin er de 3^Det og kl. 4^Det, hvor vi har følgende ændringer:

Y-koncentration: fordobles i værdi, da den går fra 1 til 2;
Hastighed: fordobler værdien, da den går fra 2 til 16.

Således skal analysen være:

2. [X] = 16.v

Sætter de to værdier på samme base:

2. [X] = 2⁴.v

Vi har, at forskellen er eksponenten 2, så rækkefølgen af C vil være 4.

Trin 4: Saml hastighedsudtrykket.

For at samle dette hastighedsudtryk skal du blot gange koncentrationerne af reaktanterne, hævet i deres respektive rækkefølge, med konstanten (k):

v = k. [A]². [B]⁰. [Ç]⁴

eller

v = k. [A]^2..1 [C]⁴

v = k. [A]^2.. [Ç]⁴

Af mig. Diogo Lopes