กฎความเร็วสำหรับปฏิกิริยาที่ไม่ใช่องค์ประกอบ

ตามที่อธิบายไว้ในข้อความ กฎความเร็วของปฏิกิริยาเคมี, สมการที่ใช้แทนกฎความเร็วของปฏิกิริยาหาได้จากผลคูณของค่าคงที่ ลักษณะของปฏิกิริยาที่อุณหภูมิหนึ่งและความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่ยกขึ้นตามลำดับ เลขชี้กำลัง: วี = เค [THE]^α. [B]^β.

ดูตัวอย่าง:

2NO_(ช) → นู๋₂อู๋_2(ก.)

สมการความเร็วของปฏิกิริยานี้หาได้จาก: วี = เค [ที่]².

นี่หมายความว่าในทุกกรณีเลขชี้กำลังของความเข้มข้นของสารตั้งต้นจะเท่ากับสัมประสิทธิ์ในปฏิกิริยาหรือไม่?

อย่า. สิ่งนี้เกิดขึ้นเฉพาะในกรณีนี้เพราะเป็นปฏิกิริยาเบื้องต้น กล่าวคือ เป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในขั้นตอนเดียว โดยไม่มีสารประกอบขั้นกลาง ในกรณีที่ปฏิกิริยาไม่ใช่ธาตุ ต้องกำหนดเลขชี้กำลังจากการทดลอง.แต่สิ่งนี้ทำได้อย่างไร? และจะรู้ได้อย่างไรว่าปฏิกิริยาเป็นพื้นฐานหรือไม่?

ลองพิจารณาปฏิกิริยาอื่น:

CO + ไม่₂ → CO₂ + ไม่

สมมติว่านักวิทยาศาสตร์ทำปฏิกิริยานี้หลายครั้ง โดยเปลี่ยนความเข้มข้นของสารตั้งต้นในรูปแบบต่างๆ แต่รักษาอุณหภูมิให้คงที่ เขาได้รับข้อมูลต่อไปนี้:

โปรดทราบว่าตั้งแต่ขั้นตอนแรกถึงขั้นตอนที่สอง เขาเพิ่มความเข้มข้นของ CO เป็นสองเท่า ซึ่งไม่ได้เปลี่ยนอัตราการเกิดปฏิกิริยา

ดังนั้นเลขชี้กำลังของสารนี้จึงเป็นศูนย์ เนื่องจากจำนวนใดๆ ที่เพิ่มเป็นศูนย์เท่ากับ 1 CO จึงไม่มีส่วนร่วมในสมการอัตราการเกิดปฏิกิริยา

ตอนนี้ เห็นว่าจากการทดลองครั้งที่ 2 ถึงครั้งที่ 3 ความเข้มข้นของ NO เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า₂ซึ่งทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นเป็นสี่เท่า

ดังนั้นเลขชี้กำลังของความเข้มข้นของสารนี้ในสมการอัตราการเกิดปฏิกิริยาเท่ากับ 2 (4/2)

ด้วยวิธีนี้ เราจะหาว่าสมการความเร็วของปฏิกิริยานี้คืออะไร: วี = เค [ที่₂]².

โปรดทราบว่าในกรณีนี้เลขชี้กำลังในสมการไม่เท่ากับสัมประสิทธิ์ในปฏิกิริยา ดังนั้นเราจึงสรุปได้ว่าปฏิกิริยานี้ไม่ใช่ปฏิกิริยาพื้นฐาน หลังจากทดลองพิสูจน์กฎความเร็วแล้ว นักวิทยาศาสตร์ควรแนะนำกลไกที่ อธิบายปฏิกิริยานี้ กล่าวคือ ควรเสนอชุดของขั้นตอนที่สอดคล้องกับข้อมูลการทดลองของสิ่งนี้ กระบวนการ.

มีการเสนอกลไกต่อไปนี้:

ด่าน 1 (ช้า):  ที่_2(ก.) + ไม่_2(ก.) → ไม่_3(ก.) + ไม่_(ช)
ขั้นตอนที่ 2 (ด่วน):ที่_3(ก.) + CO_(ช) → CO_2(ก.) + ไม่_2(ก.)

สมการสากล:CO + ไม่₂ → CO₂ + ไม่

เห็นว่ากฎของความเร็วทดลองเกิดขึ้นพร้อมกับขั้นตอนที่ช้าที่สุด:

วี_{ทั่วโลก} = วี_{ก้าวช้า}

เค [ที่₂]² = เค [ที่₂]. [ที่₂]

นี่แสดงให้เราเห็นว่าในกลไกใด ๆ ระยะที่กำหนดอัตราการพัฒนาของปฏิกิริยาจะเป็น always ก้าวช้านั่นคืออัตราการพัฒนาของปฏิกิริยาทั่วโลกจะเป็นสัดส่วนกับความเข้มข้นของรีเอเจนต์ที่เข้าร่วมในขั้นตอนที่ช้าเท่านั้น

สิ่งสำคัญคือต้องกำหนดเลขชี้กำลังเหล่านี้ให้ถูกต้องเพราะเป็นตัวเลขที่จะระบุลำดับของปฏิกิริยา

โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี

ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/lei-velocidade-para-reacoes-nao-elementares.htm