W roku 1864 chemicy Cato Maximilian Guldberg i Peter Waage sformułowali: prawo prędkości, który proponuje, że szybkość reakcji chemicznej zależy wyłącznie od reagentów tej reakcji.
prawo prędkości jest określone lub reprezentowane przez wyrażenie matematyczne, które uzyskuje iloczyn stężenia w mol/L reagentów, podniesione do ich odpowiednich współczynników (a, b) stechiometrycznych (wartości równoważące) ze stałą (k).
v = k.[odczynnik 1].[odczynnik 2]b
Aby zbudować wyrażenie odnoszące się do prawo prędkości, istotne jest, abyśmy wiedzieli, czy reakcja jest elementarna (przetwarzana w jednym etapie) czy nieelementarna (przetwarzana w kilku etapach).
Prawo prędkości dla reakcji elementarnych
W przypadku reakcji przebiegających jednoetapowo wyrażenie prawo prędkości wykorzystuje składniki (reagenty i ich współczynniki) równania. Przykład:
1 CH4(g) + 2 O2 → CO2 + 2 godz2O
W tej reakcji elementarnej mamy reagenty metan (CH4, o współczynniku 1) i tlenu (O2, ze współczynnikiem 2). Zatem wyrażeniem prawa prędkości będzie:
v = k.[CH4]1.[O2]2
Prawo prędkości dla reakcji nieelementarnych
Ponieważ reakcje nieelementarne zachodzą w kilku krokach, określenie ekspresji prawo prędkości zależy to od analizy wpływu każdego odczynnika na szybkość każdego kroku. W tym celu ćwiczenia lub teksty zawierają tabelę zawierającą wartości koncentracji i prędkości dla każdego kroku, jak w poniższym przykładzie:
a A + b B + c C → d D
Ponieważ tabela ma cztery wiersze, jest to reakcja nieelementarna, która jest przetwarzana w czterech etapach, a jej reagentami są A, B i C. Teraz, aby poznać ich współczynniki, musimy wykonać następujące kroki:
Krok 1: określić zamówienie odczynnika A.
W tym celu musimy wybrać dwa etapy, w których koncentracja A zmienia się, a B i C nie zmieniają się. Zatem wybrane kroki to pierwszy i drugi, w których mamy następujące zmiany:
- Koncentracja X: podwaja swoją wartość, z 2 do 4;
- Szybkość: wartość czterokrotnie większa od 0,5 do 2.
Dlatego analiza powinna być:
2.[X] = 4.v
Umieszczenie dwóch wartości na tej samej podstawie:
2.[X] = 22.v
Mamy, że różnica jest wykładnikiem 2, więc kolejność A będzie wynosić 2.
Drugi krok: Określ kolejność odczynnika B.
W tym celu musimy wybrać dwa etapy, w których zmienia się koncentracja B, a A i C nie zmieniają się. Zatem wybrane kroki to 2 i o 3, w której mamy następujące zmiany:
- Stężenie Y: podwaja swoją wartość, z 3 do 6;
- Szybkość: nie zmienia swojej wartości, ponieważ wynosiła 2 i pozostaje 2.
Dlatego analiza powinna być:
2.[X] = 2.v
Ponieważ obie wartości są już na tej samej podstawie, a zmiana stężenia nie zmienia prędkości, kolejność B będzie wynosić 0.
Trzeci krok: Określ kolejność odczynnika C.
W tym celu musimy wybrać dwa etapy, w których zmienia się koncentracja C, a X się nie zmienia. Wybrane kroki to 3 i o 4, w której mamy następujące zmiany:
- Stężenie Y: podwaja swoją wartość, od 1 do 2;
- Prędkość: przewyższa wartość, ponieważ wynosi od 2 do 16.
Dlatego analiza powinna być:
2.[X] = 16.v
Umieszczenie dwóch wartości na tej samej podstawie:
2.[X] = 24.v
Mamy, że różnica jest wykładnikiem 2, więc rząd C będzie równy 4.
Krok 4: Złóż wyrażenie prędkości.
Aby złożyć to wyrażenie prędkości, wystarczy pomnożyć stężenia reagentów, podniesione w ich odpowiednich rzędach, przez stałą (k):
v = k.[A]2.[B]0.[DO]4
lub
v = k.[A]2..1.[C]4
v = k.[A]2..[DO]4
Przeze mnie Diogo Lopes
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-lei-da-velocidade.htm
