Hva er loven om hastighet?

I år 1864 formulerte kjemikerne Cato Maximilian Guldberg og Peter Waage lov om hastighet, som foreslår at hastigheten til en kjemisk reaksjon bestemmes utelukkende av reaktantene i den reaksjonen.

loven om hastighet er angitt eller representert av et matematisk uttrykk som oppnår produktet av konsentrasjoner i mol / l av reaktantene, hevet til sine respektive koeffisienter (a, b) støkiometriske (balanseringsverdier) med en konstant (k).

v = k. [reagens 1]^De[reagens 2]^B

Å bygge uttrykket som refererer til lov om hastighet, er det viktig at vi vet om reaksjonen er elementær (behandlet i ett trinn) eller ikke-elementær (som behandles i flere trinn).

Hastighetslov for grunnleggende reaksjoner

For reaksjoner som foregår i et enkelt trinn, uttrykk for lov om hastighet bruker komponentene (reaktanter og deres koeffisienter) i ligningen. Eksempel:

1 CH_{4 (g)} + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O

I denne elementære reaksjonen har vi reagensene metan (CH₄, med koeffisient 1) og oksygen (O₂, med koeffisienten 2). Således vil uttrykket for loven om hastighet være:

instagram story viewer

v = k. [CH₄]¹. [O₂]²

Hastighetslov for ikke-elementære reaksjoner

Ettersom ikke-elementære reaksjoner forekommer i flere trinn, bestemmer uttrykket for lov om hastighet det avhenger av analysen av innvirkningen av hvert reagens på hastigheten til hvert trinn. For dette gir øvelsene eller tekstene en tabell som inneholder konsentrasjons- og hastighetsverdier for hvert trinn, som i eksemplet nedenfor:

a A + b B + c C → d D

Siden tabellen har fire linjer, er det derfor en ikke-elementær reaksjon som behandles i fire trinn, og dens reaktanter er A, B og C. For å kjenne koeffisientene de har, må vi utføre følgende trinn:

Første trinn: bestemme rekkefølge av reagens A.

For det må vi velge to trinn der konsentrasjonen av A endres, og den av B og C ikke endres. Dermed er de valgte trinnene første og andre, der vi har følgende endringer:

Konsentrasjon av X: dobler i verdi, da den går fra 2 til 4;
Hastighet: firedobler verdien når den går fra 0,5 til 2.

Dermed bør analysen være:

2. [X] = 4.v

Sette de to verdiene på samme base:

2. [X] = 2².v

Vi har at forskjellen er eksponenten 2, så rekkefølgen på A vil være 2.

Andre trinn: Bestem rekkefølgen på reagens B.

For dette må vi velge to trinn der konsentrasjonen av B endres, og den av A og C ikke endres. Dermed er de valgte trinnene 2^De og klokka 3^De, der vi har følgende endringer:

Y-konsentrasjon: dobler i verdi, ettersom den går fra 3 til 6;
Hastighet: endrer ikke verdien, da den var 2 og forblir 2.

Dermed bør analysen være:

2. [X] = 2.v

Siden de to verdiene allerede er på samme basis, og endringen i konsentrasjon ikke endrer hastigheten, vil rekkefølgen på B være 0.

Tredje trinn: Bestem rekkefølgen på reagens C.

For dette må vi velge to trinn der konsentrasjonen av C endres, og den av X ikke endres. De valgte trinnene er de 3^De og klokka 4^De, der vi har følgende endringer:

Y-konsentrasjon: dobler seg i verdi, da den går fra 1 til 2;
Hastighet: dobler verdien, når den går fra 2 til 16.

Dermed bør analysen være:

2. [X] = 16.v

Sette de to verdiene på samme base:

2. [X] = 2⁴.v

Vi har at forskjellen er eksponenten 2, så rekkefølgen på C vil være 4.

Trinn 4: Sett sammen hastighetsuttrykket.

For å samle dette hastighetsuttrykket, bare multipliser konsentrasjonene av reaktantene, hevet i deres respektive rekkefølge, med konstanten (k):

v = k. [A]². [B]⁰. [Ç]⁴

eller

v = k. [A]^2..1. [C]⁴

v = k. [A]^2.. [Ç]⁴

Av meg. Diogo Lopes