Vuonna 1864 kemistit Cato Maximilian Guldberg ja Peter Waage muotoilivat nopeuden laki, joka ehdottaa, että kemiallisen reaktion nopeuden määräävät yksinomaan kyseisen reaktion reagoivat aineet.
nopeuden laki on ilmaistu tai edustettu matemaattisella lausekkeella, joka saa arvon pitoisuudet mol / l reagoivista aineista, nostettu vastaaviin kertoimiin (a, b) stökiometrinen (tasapainotusarvot) vakiona (k).
v = k. [reagenssi 1][reagenssi 2]B
Rakentaa lauseke, johon viitataan nopeuden laki, on välttämätöntä, että tiedämme onko reaktio alkeellinen (prosessoitu yhdessä vaiheessa) vai ei-alkuaine (joka prosessoidaan useissa vaiheissa).
Nopeuslakia perusreaktioille
Yhdessä vaiheessa etenevien reaktioiden kohdalla nopeuden laki käyttää yhtälön komponentteja (reagenssit ja niiden kertoimet). Esimerkki:
1 CH4 g) + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
Tässä alkureaktiossa meillä on reagoivia aineita metaani (CH4, kertoimella 1) ja hapella (O2, kertoimella 2). Siten nopeuden lain ilmaisu on:
v = k. [CH4]1[O2]2
Nopeuslaki ei-alkeisille reaktioille
Koska ei-alkeelliset reaktiot tapahtuvat useissa vaiheissa, määritetään nopeuden laki se riippuu kunkin reagenssin vaikutuksen analysoinnista kunkin vaiheen nopeuteen. Tätä varten harjoituksissa tai teksteissä on taulukko, joka sisältää pitoisuus- ja nopeusarvot kullekin vaiheelle, kuten alla olevassa esimerkissä:
a A + b B + c C → d D
Koska taulukossa on neljä riviä, se on ei-alkuaareaktio, joka prosessoidaan neljässä vaiheessa, ja sen reagoivat aineet ovat A, B ja C. Nyt meidän on suoritettava seuraavat vaiheet, jotta voimme tietää kertoimet:
1. vaihe: määrittele Tilaus reagenssin A
Tätä varten meidän on valittava kaksi vaihetta, joissa A: n pitoisuus muuttuu, eikä B: n ja C: n pitoisuus muutu. Valitut vaiheet ovat siis ensimmäinen ja toinen, joissa meillä on seuraavat muutokset:
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
- X: n pitoisuus: arvo kaksinkertaistuu, kun se nousee 2: sta 4: een;
- Nopeus: arvo nelinkertaistuu, kun se nousee arvosta 0,5.
Siksi analyysin tulisi olla:
2. [X] = 4.v
Kahden arvon asettaminen samalle pohjalle:
2. [X] = 22.v
Ero on eksponentti 2, joten A: n järjestys on 2.
2. vaihe: Määritä reagenssin B järjestys.
Tätä varten meidän on valittava kaksi vaihetta, joissa B: n pitoisuus muuttuu, eikä A: n ja C: n pitoisuus muutu. Täten valitut vaiheet ovat 2 ja 3, jossa meillä on seuraavat muutokset:
- Y-pitoisuus: arvo kaksinkertaistuu 3: sta 6: een;
- Nopeus: ei muuta arvoa, koska se oli 2 ja pysyy 2.
Siksi analyysin tulisi olla:
2. [X] = 2.v
Koska nämä kaksi arvoa ovat jo samalla pohjalla ja pitoisuuden muutos ei muuta nopeutta, niin B: n järjestys on 0.
3. vaihe: Määritä reagenssin C järjestys.
Tätä varten meidän on valittava kaksi vaihetta, joissa C: n pitoisuus muuttuu, ja X: n pitoisuus ei muutu. Valitut vaiheet ovat 3 ja 4, jossa meillä on seuraavat muutokset:
- Y-pitoisuus: arvo kaksinkertaistuu, kun se muuttuu 1: stä 2: een;
- Nopeus: kertoo arvon 2 - 16.
Siksi analyysin tulisi olla:
2. [X] = 16.v
Kahden arvon asettaminen samalle pohjalle:
2. [X] = 24.v
Ero on eksponentti 2, joten C: n järjestys on 4.
Vaihe 4: Kokoa nopeusilmaisu.
Tämän nopeusilmaisun kokoamiseksi kerro vain reagenssien konsentraatiot, korotettuna niiden vastaavissa järjestyksissä, vakiolla (k):
v = k. [A]2[B]0. [Ç]4
tai
v = k. [A]2..1. [C]4
v = k. [A]2.. [Ç]4
Minun luona. Diogo Lopes
Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:
PÄIVÄT, Diogo Lopes. "Mikä on nopeuden laki?"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-lei-da-velocidade.htm. Pääsy 28. kesäkuuta 2021.
