År 1864 formulerade kemisterna Cato Maximilian Guldberg och Peter Waage lag om hastighet, som föreslår att hastigheten för en kemisk reaktion bestäms uteslutande av reaktanterna för den reaktionen.
lagen om hastighet anges eller representeras av ett matematiskt uttryck som erhåller produkten av koncentrationer i mol / l av reaktanterna, höjd till sina respektive koefficienter (a, b) stökiometriska (balanseringsvärden) med en konstant (k).
v = k. [reagens 1]De[reagens 2]B
Att bygga uttrycket som hänvisar till lag om hastighet, är det viktigt att vi vet om reaktionen är elementär (bearbetad i ett steg) eller icke-elementär (som bearbetas i flera steg).
Hastighetslag för elementära reaktioner
För reaktioner som fortsätter i ett enda steg, uttrycket av lag om hastighet använder komponenterna (reaktanter och deras koefficienter) i ekvationen. Exempel:
1 CH4 (g) + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
I denna elementära reaktion har vi reagensen metan (CH4, med koefficient 1) och syre (O2, med koefficienten 2). Således kommer uttrycket för hastighetens lag att vara:
v = k. [CH4]1.[O2]2
Hastighetslag för icke-elementära reaktioner
Eftersom icke-elementära reaktioner förekommer i flera steg, bestämmer man uttrycket för lag om hastighet det beror på analysen av varje reagenss inverkan på hastigheten för varje steg. För detta ger övningarna eller texterna en tabell som innehåller koncentrations- och hastighetsvärden för varje steg, som i exemplet nedan:
a A + b B + c C → d D
Eftersom tabellen har fyra rader är det därför en icke-elementär reaktion som bearbetas i fyra steg, och dess reaktanter är A, B och C. För att veta vilka koefficienter de har måste vi utföra följande steg:
Första steget: bestämma ordning av reagens A.
För detta måste vi välja två steg där A-koncentrationen ändras, och den för B och C inte ändras. Således är de valda stegen de första och andra, där vi har följande ändringar:
- Koncentration av X: fördubblas i värde, eftersom det går från 2 till 4;
- Hastighet: fyrdubblas i värde när det går från 0,5 till 2.
Således bör analysen vara:
2. [X] = 4.v
Att sätta de två värdena på samma bas:
2. [X] = 22.v
Vi har att skillnaden är exponenten 2, så ordningen på A blir 2.
Andra steget: Bestäm reagens B.
För detta måste vi välja två steg där koncentrationen av B ändras, och den för A och C inte förändras. Således är de valda stegen 2De och vid 3De, där vi har följande ändringar:
- Y-koncentration: fördubblas i värde, eftersom det går från 3 till 6;
- Hastighet: ändrar inte dess värde, eftersom det var 2 och förblir 2.
Således bör analysen vara:
2. [X] = 2.v
Eftersom de två värdena redan är på samma grund och koncentrationsförändringen inte ändrar hastigheten, kommer ordningen på B att vara 0.
3: e steget: Bestäm ordning på reagens C.
För detta måste vi välja två steg där C-koncentrationen ändras och den för X inte ändras. De valda stegen är 3De och vid 4De, där vi har följande ändringar:
- Y-koncentration: fördubblas i värde, eftersom den går från 1 till 2;
- Hastighet: ökar värdet, eftersom det går från 2 till 16.
Således bör analysen vara:
2. [X] = 16.v
Att sätta de två värdena på samma bas:
2. [X] = 24.v
Vi har att skillnaden är exponenten 2, så ordningen på C blir 4.
Steg 4: Montera hastighetsuttrycket.
För att montera detta hastighetsuttryck multiplicerar du bara koncentrationerna av reaktanterna, höjda i respektive ordning, 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 mig, Diogo Lopes
Källa: Brazil School - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-lei-da-velocidade.htm
