1864. gadā ķīmiķi Cato Maximilian Guldberg un Peter Waage formulēja ātruma likums, kas ierosina, ka ķīmiskās reakcijas ātrumu nosaka tikai šīs reakcijas reaģenti.
ātruma likums ir norādīts vai attēlots ar matemātisku izteiksmi, kas iegūst koncentrācijas mol / l reaktantu, paaugstinot to attiecīgajiem koeficientiem (a, b) stehiometriski (līdzsvarojošās vērtības) ar konstanti (k).
v = k. [reaģents 1]The. [reaģents 2]B
Lai izveidotu izteicienu, kas attiecas uz ātruma likums, ir svarīgi zināt, vai reakcija ir elementāra (apstrādāta vienā solī) vai nav elementāra (kas tiek apstrādāta vairākos posmos).
Ātruma likums elementārām reakcijām
Reakcijām, kas notiek vienā solī, izteiksme ātruma likums izmanto vienādojuma komponentus (reaģentus un to koeficientus). Piemērs:
1 CH4. punkta g) apakšpunkts + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
Šajā elementārajā reakcijā mums ir reaģenti metāns (CH4, ar koeficientu 1) un skābekli (O2, ar koeficientu 2). Tādējādi ātruma likuma izpausme būs:
v = k. [CH4]1[O2]2
Ātruma likums neelementārām reakcijām
Tā kā neelementāras reakcijas notiek vairākos posmos, nosakot ātruma likums tas ir atkarīgs no katra reaģenta ietekmes uz katra soļa ātrumu analīzes. Lai to izdarītu, vingrinājumos vai tekstos ir sniegta tabula, kurā norādītas koncentrācijas un ātruma vērtības katram solim, kā parādīts zemāk esošajā piemērā:
a A + b B + c C → d D
Tā kā tabulā ir četras līnijas, tā ir bezelementa reakcija, kas tiek apstrādāta četros posmos, un tās reaģenti ir A, B un C. Tagad, lai zinātu viņu koeficientus, mums jāveic šādas darbības:
1. solis: noteikt rīkojumu reaģenta A
Tam mums jāizvēlas divi posmi, kuros mainās A koncentrācija, bet B un C nemainās. Tādējādi izvēlētie soļi ir pirmais un otrais, kurā mums ir šādas izmaiņas:
- X koncentrācija: vērtība dubultojas, jo tā ir no 2 līdz 4;
- Ātrums: vērtības četrkāršošana, pieaugot no 0,5 līdz 2.
Tādējādi analīzei jābūt:
2. [X] = 4.v
Abas vērtības liekot uz vienas bāzes:
2. [X] = 22.v
Mums ir tā, ka atšķirība ir eksponents 2, tāpēc A secība būs 2.
2. solis: Nosakiet reaģenta B secību.
Šim nolūkam mums jāizvēlas divi posmi, kuros mainās B koncentrācija, bet A un C koncentrācija nemainās. Tādējādi izvēlētie soļi ir 2The un pulksten 3The, kurā mums ir šādas izmaiņas:
- Y koncentrācija: vērtība dubultojas, pieaugot no 3 līdz 6;
- Ātrums: nemaina tā vērtību, jo tā bija 2 un paliek 2.
Tādējādi analīzei jābūt:
2. [X] = 2.v
Tā kā abas vērtības jau ir uz viena pamata, un koncentrācijas izmaiņas nemaina ātrumu, tad B secība būs 0.
3. solis: Nosaka reaģenta C secību.
Šim nolūkam mums jāizvēlas divi posmi, kuros mainās C koncentrācija, bet X nemainās. Izvēlētie soļi ir 3The un pulksten 4The, kurā mums ir šādas izmaiņas:
- Y koncentrācija: vērtība dubultojas, jo tā ir no 1 līdz 2;
- Ātrums: palielina vērtību no 2 līdz 16.
Tādējādi analīzei jābūt:
2. [X] = 16.v
Abas vērtības liekot uz vienas bāzes:
2. [X] = 24.v
Mums ir tā, ka atšķirība ir eksponents 2, tāpēc C secība būs 4.
4. solis: Saliec ātruma izteiksmi.
Lai apkopotu šo ātruma izteiksmi, vienkārši reiziniet reaģentu koncentrācijas, kas paaugstinātas to attiecīgajās secībās, ar konstanti (k):
v = k. [A]2. [B]0. [Ç]4
vai
v = k. [A]2..1. [C]4
v = k. [A]2.. [Ç]4
Autors: Diogo Lopes
Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-lei-da-velocidade.htm