Aastal 1864 sõnastasid keemikud Cato Maximilian Guldberg ja Peter Waage kiiruse seadus, mis teeb ettepaneku, et keemilise reaktsiooni kiiruse määravad ainult selle reaktsiooni reagendid.
kiiruse seadus on tähistatud või kujutatud matemaatilise avaldisega, mis saadakse väärtuse korrutis kontsentratsioonid mol / l reaktantidest, tõstetud vastavate koefitsientideni (a, b) stöhhiomeetriliselt (tasakaalustusväärtused) konstandiga (k).
v = k. [reaktiiv 1]The. [reaktiiv 2]B
Selleks, et luua väljend, millele viidatakse kiiruse seadus, on hädavajalik, et me teaksime, kas reaktsioon on elementaarne (töödeldud ühes etapis) või mitte-elementaarne (mida töödeldakse mitmes etapis).
Elementaarsete reaktsioonide kiiruse seadus
Reaktsioonide korral, mis toimuvad ühes etapis, väljendatakse kiiruse seadus kasutab võrrandi komponente (reaktante ja nende koefitsiente). Näide:
1 CH4 g) + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
Selles elementaarses reaktsioonis on meil reagendid metaan (CH4, koefitsiendiga 1) ja hapnikuga (O2, koefitsiendiga 2). Seega on kiiruse seaduse väljend:
v = k. [CH4]1. [O2]2
Kiiruseadus mitteelementaarsete reaktsioonide jaoks
Kuna mitte-elementaarsed reaktsioonid toimuvad mitmes etapis, määratakse selle avaldis kiiruse seadus see sõltub iga reaktiivi mõju analüüsist iga etapi kiirusele. Selleks on harjutustes või tekstides tabel, mis sisaldab iga sammu kontsentratsiooni ja kiiruse väärtusi, nagu allpool toodud näites:
a A + b B + c C → d D
Kuna tabelis on neli rida, on seega tegemist mitteelementaarse reaktsiooniga, mida töödeldakse neljas etapis, ja selle reaktiivideks on A, B ja C. Nüüd, et teada saada nende koefitsiente, peame tegema järgmised sammud:
1. samm: määrata tellimus reaktiivi A
Selleks peame valima kaks etappi, milles A kontsentratsioon muutub ning B ja C kontsentratsioon ei muutu. Seega on valitud sammud esimene ja teine, milles toimuvad järgmised muudatused:
- X kontsentratsioon: väärtus kahekordistub, kuna see läheb vahemikku 2 kuni 4;
- Kiirus: väärtus neljakordistub, kui see läheb vahemikku 0,5 kuni 2.
Seega peaks analüüs olema järgmine:
2. [X] = 4.v
Pange kaks väärtust samale alusele:
2. [X] = 22.v
Meil on see erinevus eksponent 2, seega on A järjestus 2.
2. samm: Määrake reaktiiv B järjekord.
Selleks peame valima kaks etappi, milles B kontsentratsioon muutub ning A ja C kontsentratsioon ei muutu. Seega on valitud sammud 2The ja kell 3The, milles on järgmised muudatused:
- Y kontsentratsioon: väärtus kahekordistub, kui see läheb vahemikku 3 kuni 6;
- Kiirus: ei muuda selle väärtust, kuna see oli 2 ja jääb 2.
Seega peaks analüüs olema järgmine:
2. [X] = 2.v
Kuna need kaks väärtust on juba samal alusel ja kontsentratsiooni muutus ei muuda kiirust, on B järjekord 0.
3. samm: Määrake reaktiivi C järjekord.
Selleks peame valima kaks etappi, milles C kontsentratsioon muutub ja X oma ei muutu. Valitud sammud on 3The ja kell 4The, milles on järgmised muudatused:
- Y kontsentratsioon: väärtus kahekordistub, kui see läheb vahemikku 1 kuni 2;
- Kiirus: kahekordistab väärtust, kui see läheb vahemikku 2 kuni 16.
Seega peaks analüüs olema järgmine:
2. [X] = 16.v
Pange kaks väärtust samale alusele:
2. [X] = 24.v
Meil on see erinevus eksponent 2, nii et C järjekord on 4.
4. samm: Koguge kiiruse avaldis.
Selle kiiruse avaldise saamiseks korrutage lihtsalt nende vastavas järjekorras tõstetud reagentide kontsentratsioonid konstandiga (k):
v = k. [A]2. [B]0. [Ç]4
või
v = k. [A]2..1. [C]4
v = k. [A]2.. [Ç]4
Minu poolt. Diogo Lopes
Allikas: Brasiilia kool - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-lei-da-velocidade.htm