1864-ben Cato Maximilian Guldberg és Peter Waage vegyészek megfogalmazták a a sebesség törvénye, amely azt javasolja, hogy a kémiai reakció sebességét kizárólag a reakció reagensei határozzák meg.
a sebesség törvénye egy matematikai kifejezés állítja vagy ábrázolja, amely a koncentrációk mol / l-ben a reaktánsok megfelelő koefficiensére (a, b) sztöchiometrikusra (kiegyensúlyozó értékekre) emelve állandó (k) értékkel.
v = k. [1. reagens]A[reagens 2]B
A hivatkozó kifejezés felépítéséhez a sebesség törvénye, elengedhetetlen, hogy tudjuk, hogy a reakció elemi (egy lépésben feldolgozott) vagy nem elemi (amelyet több lépésben dolgoznak fel).
Sebességtörvény az elemi reakciókhoz
Az egyetlen lépésben zajló reakciók esetén a a sebesség törvénye az egyenlet összetevőit (reagenseket és azok együtthatóit) használja. Példa:
1 CH4. g) + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
Ebben az elemi reakcióban a metán (CH4, együtthatóval 1) és oxigénnel (O2, a 2-es együtthatóval). Így a sebesség törvényének kifejezése a következő lesz:
v = k. [CH4]1[O2]2
Sebességtörvény a nem elemi reakciókhoz
Mivel a nem elemi reakciók több lépésben fordulnak elő, meghatározva a a sebesség törvénye ez az egyes reagensek egyes lépések sebességére gyakorolt hatásának elemzésétől függ. Ehhez a gyakorlatok vagy a szövegek táblázatot adnak az egyes lépések koncentráció- és sebességértékeiről, az alábbi példa szerint:
a A + b B + c C → d D
Mivel a táblázatnak négy vonala van, ezért ez egy nem elemi reakció, amelyet négy lépésben dolgoznak fel, és reagensei: A, B és C. Most, hogy ismerjük az együtthatóikat, a következő lépéseket kell végrehajtanunk:
1. lépés: meghatározza a rendelés A reagens
Ehhez két olyan szakaszt kell választanunk, amelyben az A koncentrációja változik, a B és C koncentrációja pedig nem változik. Így a választott lépések az első és a második, amelyben a következő változtatásokat hajtjuk végre:
- X koncentrációja: értéke megduplázódik, mivel 2-ről 4-re megy;
- Sebesség: értéke megnégyszereződik, amikor 0,5-ről 2-re megy.
Így az elemzésnek a következőknek kell lennie:
2. [X] = 4.v
A két értéket ugyanazon az alapon tegye:
2. [X] = 22.v
Megállapítottuk, hogy a különbség a 2. kitevő, tehát A sorrendje 2 lesz.
2. lépés: Határozza meg a B reagens sorrendjét
Ehhez két olyan szakaszt kell választanunk, amelyekben a B koncentrációja változik, az A és C koncentrációja pedig nem változik. Így a választott lépések a 2A és 3-korA, amelyben a következő változások történnek:
- Y koncentráció: értéke megduplázódik, mivel 3-ról 6-ra emelkedik;
- Sebesség: nem változtatja meg az értékét, mivel 2 volt és 2 marad.
Így az elemzésnek a következőknek kell lennie:
2. [X] = 2.v
Mivel a két érték már ugyanazon az alapon van, és a koncentráció változása nem változtatja meg a sebességet, akkor B sorrendje 0 lesz.
3. lépés: Határozza meg a C reagens sorrendjét
Ehhez két olyan szakaszt kell választanunk, amelyekben a C koncentrációja változik, az Xé pedig nem változik. A választott lépések a 3A és 4-korA, amelyben a következő változások történnek:
- Y koncentráció: értéke megduplázódik, mivel 1-ről 2-re megy;
- Sebesség: megnöveli az értéket, miközben 2 és 16 között mozog.
Így az elemzésnek a következőknek kell lennie:
2. [X] = 16.v
A két értéket ugyanazon az alapon tegye:
2. [X] = 24.v
Megállapítottuk, hogy a különbség a 2. kitevő, tehát C sorrendje 4 lesz.
4. lépés: Állítsa össze a sebesség kifejezést.
Ennek a sebességkifejezésnek az összeállításához csak szorozza meg a reagensek megfelelő sorrendben emelt koncentrációit a (k) állandóval:
v = k. [A]2. [B]0. [Ç]4
vagy
v = k. [A]2..1. [C]4
v = k. [A]2.. [Ç]4
Általam. Diogo Lopes
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-lei-da-velocidade.htm