Το έτος 1864, οι χημικοί Cato Maximilian Guldberg και Peter Waage διατύπωσαν το νόμος της ταχύτητας, που προτείνει ότι η ταχύτητα μιας χημικής αντίδρασης καθορίζεται αποκλειστικά από τα αντιδραστήρια αυτής της αντίδρασης.
ο νόμος της ταχύτητας δηλώνεται ή αντιπροσωπεύεται από μια μαθηματική έκφραση που λαμβάνει το προϊόν του συγκεντρώσεις σε mol / L των αντιδρώντων, ανυψωμένων στους αντίστοιχους συντελεστές τους (a, b) στοιχειομετρικές (τιμές εξισορρόπησης) με μια σταθερά (k).
v = k. [αντιδραστήριο 1]ο[αντιδραστήριο 2]σι
Για να δημιουργήσετε την έκφραση που αναφέρεται νόμος της ταχύτητας, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε εάν η αντίδραση είναι στοιχειώδης (επεξεργάζεται σε ένα βήμα) ή μη στοιχειώδης (η οποία επεξεργάζεται σε διάφορα στάδια).
Νόμος ταχύτητας για στοιχειώδεις αντιδράσεις
Για αντιδράσεις που προχωρούν σε ένα μόνο βήμα, η έκφραση νόμος της ταχύτητας χρησιμοποιεί τα συστατικά (αντιδραστήρια και τους συντελεστές τους) της εξίσωσης. Παράδειγμα:
1 CH4 (ζ) + 2 O2 → CO2 + 2 Ω2Ο
Σε αυτήν την στοιχειώδη αντίδραση, έχουμε τα αντιδραστήρια μεθάνιο (CH
4, με συντελεστή 1) και οξυγόνο (O2, με τον συντελεστή 2). Έτσι, η έκφραση του νόμου της ταχύτητας θα είναι:v = κ. [CH4]1[Ο2]2
Νόμος ταχύτητας για μη στοιχειώδεις αντιδράσεις
Καθώς οι μη στοιχειώδεις αντιδράσεις εμφανίζονται σε διάφορα στάδια, προσδιορίζοντας την έκφραση του νόμος της ταχύτητας εξαρτάται από την ανάλυση της επίδρασης κάθε αντιδραστηρίου στην ταχύτητα κάθε βήματος. Για αυτό, οι ασκήσεις ή τα κείμενα παρέχουν έναν πίνακα που περιέχει τιμές συγκέντρωσης και ταχύτητας για κάθε βήμα, όπως στο παρακάτω παράδειγμα:
a A + b B + c C → d D
Δεδομένου ότι ο πίνακας έχει τέσσερις γραμμές, επομένως, είναι μια μη στοιχειώδης αντίδραση που υποβάλλεται σε επεξεργασία σε τέσσερα στάδια και τα αντιδραστήρια του είναι Α, Β και Γ Τώρα, για να γνωρίζουμε τους συντελεστές που έχουν, πρέπει να εκτελέσουμε τα ακόλουθα βήματα:
1ο βήμα: καθορίστε το Σειρά του αντιδραστηρίου Α.
Για αυτό, πρέπει να επιλέξουμε δύο στάδια στα οποία η συγκέντρωση του Α αλλάζει, και εκείνη των Β και Γ δεν αλλάζουν. Έτσι, τα επιλεγμένα βήματα είναι το πρώτο και το δεύτερο, στο οποίο έχουμε τις ακόλουθες αλλαγές:
- Συγκέντρωση του X: διπλασιάζεται στην τιμή, καθώς κυμαίνεται από 2 σε 4.
- Ταχύτητα: τετραπλάσια σε τιμή καθώς κυμαίνεται από 0,5 έως 2.
Έτσι, η ανάλυση πρέπει να είναι:
2. [X] = 4.v
Βάζοντας τις δύο τιμές στην ίδια βάση:
2. [X] = 22.v
Έχουμε ότι η διαφορά είναι ο εκθέτης 2, οπότε η σειρά του Α θα είναι 2.
2ο βήμα: Προσδιορίστε τη σειρά του αντιδραστηρίου Β.
Για αυτό, πρέπει να επιλέξουμε δύο στάδια στα οποία η συγκέντρωση του Β αλλάζει, και εκείνη των Α και Γ δεν αλλάζουν. Έτσι, τα επιλεγμένα βήματα είναι τα 2ο και στις 3ο, στις οποίες έχουμε τις ακόλουθες αλλαγές:
- Συγκέντρωση Υ: διπλασιάζεται στην τιμή, καθώς κυμαίνεται από 3 έως 6.
- Ταχύτητα: δεν αλλάζει την τιμή του, όπως ήταν 2 και παραμένει 2.
Έτσι, η ανάλυση πρέπει να είναι:
2. [X] = 2.v
Δεδομένου ότι οι δύο τιμές είναι ήδη στην ίδια βάση και η αλλαγή στη συγκέντρωση δεν αλλάζει την ταχύτητα, τότε η σειρά του Β θα είναι 0.
3ο βήμα: Προσδιορίστε τη σειρά του αντιδραστηρίου C.
Για αυτό, πρέπει να επιλέξουμε δύο στάδια στα οποία η συγκέντρωση του C αλλάζει και αυτή του X δεν αλλάζει. Τα επιλεγμένα βήματα είναι τα 3ο και στις 4ο, στις οποίες έχουμε τις ακόλουθες αλλαγές:
- Συγκέντρωση Y: διπλασιάζεται στην τιμή, καθώς κυμαίνεται από 1 έως 2.
- Ταχύτητα: αναδιπλώνεται η τιμή, καθώς κυμαίνεται από 2 έως 16.
Έτσι, η ανάλυση πρέπει να είναι:
2. [X] = 16.v
Βάζοντας τις δύο τιμές στην ίδια βάση:
2. [X] = 24.v
Έχουμε ότι η διαφορά είναι ο εκθέτης 2, οπότε η σειρά του C θα είναι 4.
Βήμα 4: Συγκεντρώστε την έκφραση ταχύτητας.
Για να συγκεντρώσετε αυτήν την έκφραση ταχύτητας, πολλαπλασιάστε τις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων, που αυξάνονται στις αντίστοιχες τάξεις τους, με τη σταθερά (k):
v = κ. [Α]2.[ΣΙ]0.[ΝΤΟ]4
ή
v = κ. [Α]2..1. [Γ]4
v = κ. [Α]2..[ΝΤΟ]4
Από μένα. Diogo Lopes
Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-lei-da-velocidade.htm