กฎแห่งความเร็วคืออะไร?

ในปี พ.ศ. 2407 นักเคมี Cato Maximilian Guldberg และ Peter Waage ได้คิดค้น กฎแห่งความเร็วซึ่งเสนอว่าความเร็วของปฏิกิริยาเคมีถูกกำหนดโดยสารตั้งต้นของปฏิกิริยานั้นเท่านั้น

กฎแห่งความเร็ว ถูกระบุหรือแสดงโดยนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ที่ได้ผลลัพธ์ของ ความเข้มข้นเป็นโมล/L ของสารตั้งต้นที่ยกขึ้นเป็นค่าสัมประสิทธิ์ตามลำดับ (a, b) ปริมาณสัมพันธ์ (ค่าสมดุล) ด้วยค่าคงที่ (k)

v = k.[รีเอเจนต์ 1].[น้ำยา 2]^บี

เพื่อสร้างนิพจน์ที่อ้างถึง กฎแห่งความเร็วเป็นสิ่งสำคัญที่เราต้องรู้ว่าปฏิกิริยาเป็นพื้นฐาน (ประมวลผลในขั้นตอนเดียว) หรือไม่ใช่ระดับประถมศึกษา (ซึ่งมีการประมวลผลในหลายขั้นตอน)

กฎความเร็วสำหรับปฏิกิริยาเบื้องต้น

สำหรับปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในขั้นตอนเดียว การแสดงออกของ กฎแห่งความเร็ว ใช้ส่วนประกอบ (สารตั้งต้นและสัมประสิทธิ์) ของสมการ ตัวอย่าง:

1 CH_4(ก.) + 2 โอ₂ → CO₂ + 2 ชั่วโมง₂อู๋

ในปฏิกิริยาเบื้องต้นนี้ เรามีรีเอเจนต์มีเทน (CH₄โดยมีค่าสัมประสิทธิ์ 1) และออกซิเจน (O₂โดยมีค่าสัมประสิทธิ์ 2). ดังนั้นการแสดงออกของกฎความเร็วจะเป็นดังนี้:

วี = k.[CH₄]¹.[O₂]²

กฎความเร็วสำหรับปฏิกิริยาที่ไม่ใช่องค์ประกอบ

เนื่องจากปฏิกิริยาที่ไม่ใช่องค์ประกอบเกิดขึ้นในหลายขั้นตอน การกำหนดการแสดงออกของ

กฎแห่งความเร็ว ขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์อิทธิพลของรีเอเจนต์แต่ละตัวต่อความเร็วของแต่ละขั้นตอน ด้วยเหตุนี้แบบฝึกหัดหรือข้อความจึงมีตารางที่มีค่าความเข้มข้นและความเร็วสำหรับแต่ละขั้นตอนดังตัวอย่างด้านล่าง:

a A + b B + c C → d D

เนื่องจากตารางมีสี่เส้น ดังนั้นจึงเป็นปฏิกิริยาที่ไม่ใช่องค์ประกอบที่ประมวลผลในสี่ขั้นตอน และสารตั้งต้นของมันคือ A, B และ C ในการทราบค่าสัมประสิทธิ์ที่พวกมันมี เราต้องทำตามขั้นตอนต่อไปนี้:

ขั้นตอนที่ 1: กำหนด ใบสั่ง ของรีเอเจนต์ A

สำหรับสิ่งนั้น เราต้องเลือกสองขั้นตอนที่ความเข้มข้นของ A เปลี่ยนไป และของ B และ C จะไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้น ขั้นตอนที่เลือกคือขั้นตอนแรกและขั้นตอนที่สอง ซึ่งเรามีการเปลี่ยนแปลงดังต่อไปนี้:

• ความเข้มข้นของ X: เพิ่มมูลค่าเป็นสองเท่าเมื่อเปลี่ยนจาก 2 เป็น 4;
• ความเร็ว: เพิ่มเป็นสี่เท่าเมื่อเปลี่ยนจาก 0.5 เป็น 2

ดังนั้น การวิเคราะห์ควรเป็น:

2.[X] = 4.v

วางสองค่าบนฐานเดียวกัน:

2.[X] = 2².v

เรามีว่าผลต่างคือเลขชี้กำลัง 2 ดังนั้นลำดับของ A จะเป็น 2

ขั้นตอนที่ 2: กำหนดลำดับของรีเอเจนต์ B

สำหรับสิ่งนี้ เราต้องเลือกสองขั้นตอนที่ความเข้มข้นของ B เปลี่ยนไป และของ A และ C จะไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้น ขั้นตอนที่เลือกคือ 2 และที่ 3ซึ่งเรามีการเปลี่ยนแปลงดังต่อไปนี้:

• ความเข้มข้นของ Y: เพิ่มมูลค่าเป็นสองเท่าเมื่อเปลี่ยนจาก 3 เป็น 6;
• ความเร็ว: ไม่เปลี่ยนค่าเหมือนที่เคยเป็น 2 และยังคงเป็น 2

ดังนั้น การวิเคราะห์ควรเป็น:

2.[X] = 2.v

เนื่องจากค่าทั้งสองอยู่บนพื้นฐานเดียวกันอยู่แล้ว และการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นไม่เปลี่ยนความเร็ว ดังนั้นลำดับของ B จะเป็น 0

ขั้นตอนที่ 3: กำหนดลำดับของรีเอเจนต์ C

สำหรับสิ่งนี้ เราต้องเลือกสองขั้นตอนที่ความเข้มข้นของ C เปลี่ยนไป และของ X จะไม่เปลี่ยนแปลง ขั้นตอนที่เลือกคือ 3 และที่ 4ซึ่งเรามีการเปลี่ยนแปลงดังต่อไปนี้:

• ความเข้มข้นของ Y: เพิ่มมูลค่าเป็นสองเท่าเมื่อเปลี่ยนจาก 1 เป็น 2;
• ความเร็ว: otfolds ค่าเมื่อมันไปจาก 2 ถึง 16

ดังนั้น การวิเคราะห์ควรเป็น:

2.[X] = 16.v

วางสองค่าบนฐานเดียวกัน:

2.[X] = 2⁴.v

เรามีว่าผลต่างคือเลขชี้กำลัง 2 ดังนั้นลำดับของ C จะเป็น 4

ขั้นตอนที่ 4: รวบรวมการแสดงออกของความเร็ว

ในการประกอบการแสดงออกของความเร็วนี้ เพียงแค่คูณความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่ยกขึ้นตามลำดับของพวกมันด้วยค่าคงที่ (k):

v = k.[A]².[ข]⁰.[ค]⁴

หรือ

v = k.[A]^2..1.[ค]⁴

v = k.[A]^2..[ค]⁴

By Me. ดิโอโก้ โลเปส

ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-lei-da-velocidade.htm