У 1864 році хіміки Катон Максиміліан Гульдберг і Пітер Вааге сформулювали закон швидкості, який передбачає, що швидкість хімічної реакції визначається виключно реагентами цієї реакції.
закон швидкості вказується або представляється математичним виразом, який отримує добуток концентрації в моль / л реагентів, піднятих до відповідних їм коефіцієнтів (a, b) стехіометричних (балансуючих значень) з константою (k).
v = k. [реагент 1]. [реагент 2]B
Побудувати вираз, що посилається на закон швидкості, важливо, щоб ми знали, чи є реакція елементарною (обробляється за один етап) чи неелементарно (яка обробляється за кілька етапів).
Закон швидкості для елементарних реакцій
Для реакцій, що протікають в один крок, вираз закон швидкості використовує компоненти (реагенти та їх коефіцієнти) рівняння. Приклад:
1 СН4 (г) + 2 O2 → CO2 + 2 год2О
У цій елементарній реакції ми маємо реагенти метан (СН4, з коефіцієнтом 1) та киснем (O2, з коефіцієнтом 2). Таким чином, виразом закону швидкості буде:
v = k. [СН4]1. [О.2]2
Закон швидкості для неелементарних реакцій
Оскільки неелементарні реакції відбуваються в кілька етапів, визначаючи експресію закон швидкості це залежить від аналізу впливу кожного реагенту на швидкість кожного кроку. Для цього вправи або тексти містять таблицю, що містить значення концентрації та швидкості для кожного кроку, як у прикладі нижче:
a A + b B + c C → d D
Оскільки таблиця має чотири рядки, отже, це елементарна реакція, яка обробляється в чотири етапи, і її реагентами є A, B і C. Тепер, щоб знати коефіцієнти, які вони мають, ми повинні виконати наступні кроки:
1-й крок: визначити порядок реагенту А.
Для цього ми повинні вибрати два етапи, на яких концентрація A змінюється, а концентрація B і C не змінюється. Таким чином, обрані кроки є першим і другим, в яких ми маємо такі зміни:
- Концентрація X: подвоюється за значенням, оскільки вона переходить від 2 до 4;
- Швидкість: значення вчетверо збільшується, коли воно переходить від 0,5 до 2.
Таким чином, аналіз повинен бути:
2. [X] = 4.v
Розміщення двох значень на одній основі:
2. [X] = 22.v
Ми маємо, що різниця є показником 2, тому порядок A буде 2.
2-й крок: Визначте порядок реагенту В.
Для цього ми повинні вибрати два етапи, на яких концентрація B змінюється, а концентрація A і C не змінюється. Таким чином, обрані кроки є 2 і на 3, в якому ми маємо такі зміни:
- Концентрація Y: подвоюється за значенням, оскільки вона переходить від 3 до 6;
- Швидкість: не змінює свого значення, оскільки було 2 і залишається 2.
Таким чином, аналіз повинен бути:
2. [X] = 2.v
Оскільки ці два значення вже на одній основі, і зміна концентрації не змінює швидкості, тоді порядок B буде дорівнювати 0.
3-й крок: Визначити порядок реагенту C.
Для цього ми повинні вибрати два етапи, на яких концентрація С змінюється, а Х не змінюється. Обрані кроки - це 3 і о 4, в якому ми маємо такі зміни:
- Концентрація Y: подвоюється за значенням, оскільки вона переходить від 1 до 2;
- Швидкість: удвічі перевищує значення, коли воно переходить від 2 до 16.
Таким чином, аналіз повинен бути:
2. [X] = 16.v
Розміщення двох значень на одній основі:
2. [X] = 24.v
Ми маємо, що різниця є показником 2, тому порядок C буде 4.
Крок 4: Складіть вираз швидкості.
Щоб скласти цей вираз швидкості, просто помножте концентрації реагентів, піднятих у відповідних порядках, на константу (k):
v = k. [A]2. [B]0. [Ç]4
або
v = k. [A]2..1. [C]4
v = k. [A]2.. [Ç]4
Мені Діого Лопес
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-lei-da-velocidade.htm