Apa hukum kecepatan?

Pada tahun 1864, ahli kimia Cato Maximilian Guldberg dan Peter Waage merumuskan hukum kecepatan, yang mengusulkan bahwa kecepatan reaksi kimia ditentukan secara eksklusif oleh reaktan dari reaksi itu.

hukum kecepatan dinyatakan atau diwakili oleh ekspresi matematika yang memperoleh produk dari product konsentrasi dalam mol/L dari reaktan, dinaikkan ke koefisien masing-masing (a, b) stoikiometrik (nilai penyeimbang) dengan konstanta (k).

v = k.[reagen 1]^Itu.[reagen 2]^B

Untuk membangun ekspresi yang mengacu pada hukum kecepatan, kita harus mengetahui apakah reaksi tersebut bersifat elementer (diproses dalam satu langkah) atau non-elementer (yang diproses dalam beberapa langkah).

Hukum Kecepatan untuk Reaksi Dasar

Untuk reaksi yang berlangsung dalam satu langkah, ekspresi hukum kecepatan menggunakan komponen (reaktan dan koefisiennya) dari persamaan. Contoh:

1 CH_{4 (g)} + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂HAI

Dalam reaksi unsur ini, kita memiliki reaktan metana (CH₄, dengan koefisien 1) dan oksigen (O₂, dengan koefisien 2). Dengan demikian, ekspresi hukum kecepatan akan menjadi:

v = k.[CH₄]¹.[HAI₂]²

Hukum kecepatan untuk reaksi non-elementer

Karena reaksi non-elementer terjadi dalam beberapa langkah, menentukan ekspresi hukum kecepatan itu tergantung pada analisis pengaruh masing-masing reagen pada kecepatan setiap langkah. Untuk ini, latihan atau teks menyediakan tabel yang berisi nilai konsentrasi dan kecepatan untuk setiap langkah, seperti pada contoh di bawah ini:

a A + b B + c C → d D

Karena tabel memiliki empat garis, oleh karena itu, ini adalah reaksi non-elemen yang diproses dalam empat langkah, dan reaktannya adalah A, B dan C. Sekarang, untuk mengetahui koefisien yang mereka miliki, kita harus melakukan langkah-langkah berikut:

Langkah 1: tentukan memesan dari reagen A

Untuk ini, kita harus memilih dua tahap di mana konsentrasi A berubah, dan konsentrasi B dan C tidak berubah. Jadi, langkah yang dipilih adalah yang pertama dan kedua, di mana kita memiliki perubahan berikut:

• Konsentrasi X: nilainya berlipat ganda, dari 2 ke 4;
• Kecepatan: nilainya empat kali lipat dari 0,5 menjadi 2.

Jadi, analisisnya harus:

2.[X] = 4.v

Menempatkan dua nilai pada dasar yang sama:

2..[X] = 2².v

Kami memiliki bahwa perbedaannya adalah eksponen 2, sehingga urutan A adalah 2.

Langkah ke-2: Tentukan orde pereaksi B

Untuk ini, kita harus memilih dua tahap di mana konsentrasi B berubah, dan konsentrasi A dan C tidak berubah. Jadi, langkah yang dipilih adalah 2^Itu dan pada 3^Itu, di mana kami memiliki perubahan berikut:

• Konsentrasi Y: nilainya berlipat ganda, dari 3 ke 6;
• Kecepatan: tidak mengubah nilainya, seperti 2 dan tetap 2.

Jadi, analisisnya harus:

2..[X] = 2.v

Karena kedua nilai tersebut sudah memiliki dasar yang sama, dan perubahan konsentrasi tidak mengubah kecepatan, maka orde B adalah 0.

Langkah ke-3: Tentukan orde pereaksi C.

Untuk ini, kita harus memilih dua tahap di mana konsentrasi C berubah, dan konsentrasi X tidak berubah. Langkah-langkah yang dipilih adalah 3^Itu dan pada 4^Itu, di mana kami memiliki perubahan berikut:

• Konsentrasi Y: nilainya berlipat ganda, dari 1 ke 2;
• Velocity: melipatgandakan nilai, seiring berjalannya waktu dari 2 menjadi 16.

Jadi, analisisnya harus:

2..[X] = 16.v

Menempatkan dua nilai pada dasar yang sama:

2..[X] = 2⁴.v

Kami memiliki bahwa perbedaannya adalah eksponen 2, sehingga urutan C adalah 4.

Langkah 4: Merakit ekspresi kecepatan.

Untuk menyusun ekspresi kecepatan ini, cukup kalikan konsentrasi reaktan, dibangkitkan dalam urutannya masing-masing, dengan konstanta (k):

v = k.[A]².[B]⁰.[Ç]⁴

atau

v = k.[A]^2..1.[C]⁴

v = k.[A]^2..[Ç]⁴

Oleh Saya Diogo Lopes

Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-lei-da-velocidade.htm