V roku 1864 chemici Cato Maximilian Guldberg a Peter Waage formulovali zákon rýchlosti, ktorý navrhuje, aby rýchlosť chemickej reakcie bola určená výlučne reaktantmi tejto reakcie.
zákon rýchlosti je vyjadrené alebo vyjadrené matematickým výrazom, ktorým sa získa produkt čísla koncentrácie v mol / L reaktantov, zvýšené na príslušné koeficienty (a, b), stechiometrické (vyvažovacie hodnoty) s konštantou (k).
v = k. [činidlo 1]The. [činidlo 2]B
Vytvoriť výraz odkazujúci na zákon rýchlosti, je nevyhnutné, aby sme vedeli, či je reakcia elementárna (spracovaná v jednom kroku) alebo neelementárna (ktorá je spracovaná v niekoľkých krokoch).
Zákon rýchlosti pre elementárne reakcie
Pre reakcie, ktoré prebiehajú v jednom kroku, je vyjadrenie zákon rýchlosti používa zložky (reaktanty a ich koeficienty) rovnice. Príklad:
1 CH4 (g) + 2 O.2 → CO2 + 2 H2O
V tejto elementárnej reakcii máme činidlá metán (CH4, s koeficientom 1) a kyslíka (O2, s koeficientom 2). Vyjadrenie zákona rýchlosti bude teda:
v = k. [CH4]1. [O.2]2
Zákon rýchlosti pre neelementárne reakcie
Pretože neelementárne reakcie prebiehajú v niekoľkých krokoch, ktoré určujú expresiu zákon rýchlosti záleží to na analýze vplyvu každého činidla na rýchlosť každého kroku. Cvičenia alebo texty na tento účel poskytujú tabuľku obsahujúcu hodnoty koncentrácie a rýchlosti pre jednotlivé kroky, ako je uvedené v príklade nižšie:
a A + b B + c C → d D
Pretože tabuľka má štyri riadky, jedná sa o neelementovú reakciu, ktorá sa spracováva v štyroch krokoch a jej reaktantmi sú A, B a C. Teraz, aby sme poznali ich koeficienty, musíme vykonať nasledujúce kroky:
1. krok: určiť objednať činidla A.
Z tohto dôvodu musíme zvoliť dva stupne, v ktorých sa mení koncentrácia A a koncentrácia B a C sa nemení. Zvolené kroky sú teda prvý a druhý, v ktorých máme nasledujúce zmeny:
- Koncentrácia X: zdvojnásobuje svoju hodnotu, keďže sa zvyšuje z 2 na 4;
- Rýchlosť: hodnota sa štvornásobne zvyšuje z 0,5 na 2.
Analýza by teda mala byť:
2. [X] = 4.v
Uvedenie dvoch hodnôt na rovnaký základ:
2. [X] = 22.v
Máme, že rozdiel je exponent 2, takže poradie A bude 2.
2. krok: Určite poradie činidla B.
Z tohto dôvodu musíme zvoliť dva stupne, v ktorých sa mení koncentrácia B a A a C sa nemenia. Zvolenými krokmi sú teda 2The a o 3The, v ktorej máme nasledujúce zmeny:
- Koncentrácia Y: zdvojnásobuje svoju hodnotu, pretože sa zvyšuje z 3 na 6;
- Rýchlosť: nezmení svoju hodnotu, pretože bola 2 a zostáva 2.
Analýza by teda mala byť:
2. [X] = 2.v
Pretože tieto dve hodnoty sú už na rovnakom základe a zmena koncentrácie nemení rýchlosť, potom bude poradie B 0.
3. krok: Určite poradie činidla C.
Z tohto dôvodu musíme zvoliť dva stupne, v ktorých sa mení koncentrácia C a koncentrácia X sa nemení. Zvolené kroky sú 3The a o 4The, v ktorej máme nasledujúce zmeny:
- Koncentrácia Y: zdvojnásobuje svoju hodnotu, pretože sa pohybuje od 1 do 2;
- Rýchlosť: zvýši hodnotu na 2 až 16.
Analýza by teda mala byť:
2. [X] = 16v
Uvedenie dvoch hodnôt na rovnaký základ:
2. [X] = 24.v
Máme, že rozdiel je exponent 2, takže poradie C bude 4.
Krok 4: Zostavte výraz rýchlosti.
Ak chcete zostaviť tento výraz rýchlosti, stačí vynásobiť koncentrácie reaktantov zvýšené v ich príslušných radoch konštantou (k):
v = k. [A]2. [B]0. [Ç]4
alebo
v = k. [A]2..1. [C]4
v = k. [A]2.. [Ç]4
Podľa mňa. Diogo Lopes
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-lei-da-velocidade.htm