Kluczowa różnica – kolejność reakcji a cząsteczka
Reakcje chemiczne to zmiany zachodzące w związkach chemicznych. Prowadzi to do konwersji jednej substancji chemicznej w drugą. Początkowe związki, które ulegają reakcji chemicznej, nazywane są reagentami. Po zakończeniu reakcji otrzymujemy produkty. Kolejność reakcji podano w odniesieniu do substancji; może dotyczyć reagenta, produktu lub katalizatora. Kolejność reakcji w odniesieniu do substancji to wykładnik, do którego wzrasta jej stężenie w równaniu szybkości. Molekularność reakcji chemicznych wyraża, ile cząsteczek reagentów jest zaangażowanych w reakcję. Kluczowa różnica między porządkiem reakcji a cząsteczką polega na tym, że kolejność reakcji określa związek między stężeniem substancji chemicznej a reakcją, której przechodzi, podczas gdy cząsteczka wskazuje, ile cząsteczek reagentów jest zaangażowanych w reakcję.
Jaka jest kolejność reakcji
Kolejność reakcji w odniesieniu do substancji to wykładnik, do którego wzrasta jej stężenie w równaniu szybkości. Aby zrozumieć to pojęcie, powinniśmy najpierw wiedzieć, czym jest prawo kinetyczne.
Prawo stawek
Równowaga szybkości wskazuje, że szybkość postępu reakcji chemicznej (w stałej temperaturze) jest proporcjonalna do stężeń reagentów podniesionych do wykładników wyznaczonych doświadczalnie. Te wykładniki są znane jako rzędy tych stężeń. Rozważmy przykład.
2N2O5 ↔ 4 NIE2 + O 2
Dla powyższej reakcji równanie kinetyczne podano poniżej.
Stawka=k.[N2O5]x
W powyższym równaniu k jest stałą proporcjonalności, znaną jako stała szybkości. Jest stała w stałej temperaturze. Nawiasy służą do wyrażenia, że jest to stężenie reagenta. Symbol x to kolejność reakcji w odniesieniu do reagenta. Wartość x należy wyznaczyć doświadczalnie. Dla tej reakcji stwierdzono, że x=1. Tutaj widzimy, że kolejność reakcji nie jest równa stechiometrii reakcji. Ale w niektórych reakcjach kolejność reakcji może być równa stechiometrii.
Dla reakcji, w której występują dwa lub więcej reagentów, równanie kinetyczne można zapisać jak poniżej.
A + B + C ↔ P
Rate=k.[A]a[B]b[C]c
a, b i c są rzędami reakcji odpowiednio w odniesieniu do reagentów A, B i C. Dla tego rodzaju równań szybkości (mających kilka rzędów reakcji), suma rzędów reakcji jest podana jako ogólny porządek reakcji.
Ogólne zamówienie=a + b + c
Rysunek 1: Wskaźnik reakcji pierwszego i drugiego rzędu
Zgodnie z kolejnością reakcji, istnieje kilka rodzajów reakcji:
- Reakcje rzędu zerowego (kolejność reakcji wynosi zero w odniesieniu do dowolnego użytego reagenta. Dlatego szybkość reakcji nie zależy od stężenia użytych reagentów).
- Reakcje pierwszego rzędu (szybkość jest proporcjonalna do stężenia jednego reagenta)
- Reakcje drugiego rzędu (szybkość reakcji jest proporcjonalna do kwadratu stężenia reagenta lub do iloczynu stężeń dwóch reagentów)
Czym jest Molekularność
Molekularność reakcji to liczba cząsteczek lub jonów, które uczestniczą w reakcji jako reagenty. Co ważniejsze, rozważane reagenty to te, które uczestniczą w etapie determinującym szybkość całej reakcji. Etap determinujący szybkość reakcji jest najwolniejszym etapem całej reakcji. Dzieje się tak, ponieważ najwolniejszy etap reakcji określa szybkość reakcji.
Rysunek 2: Reakcja jednocząsteczkowa
Molekularność może być różnego rodzaju:
- Reakcje jednocząsteczkowe mają jedną cząsteczkę substratu (lub jon)
- Reakcje dwucząsteczkowe mają dwa substraty (dwa substraty mogą być z tego samego związku lub różnych związków)
- Reakcje trójcząsteczkowe mają trzy reagenty.
Jaka jest różnica między porządkiem reakcji a cząsteczką?
Kolejność reakcji a cząsteczka |
|
| Kolejność reakcji w odniesieniu do substancji to wykładnik, do którego wzrasta jej stężenie w równaniu szybkości. | Molekularność reakcji to liczba cząsteczek lub jonów, które uczestniczą w reakcji jako reagenty. |
| Relacje z reagentami | |
| Kolejność reakcji wyjaśnia, jak stężenie reagentów wpływa na szybkość reakcji. | Molekularność podaje liczbę reagentów, które biorą udział w reakcji. |
Podsumowanie – kolejność reakcji a molekuła
Prawo szybkości wskazuje, że szybkość postępu reakcji chemicznej (w stałej temperaturze) jest proporcjonalna do stężeń reagentów podniesionych do wykładników wyznaczonych doświadczalnie. Kolejność reakcji podano w odniesieniu do reagenta. Wyjaśnia zależność szybkości reakcji od stężeń reagentów. Kluczowa różnica między kolejnością reakcji a cząsteczką polega na tym, że kolejność reakcji określa związek między stężeniem substancji chemicznej a reakcją, której przechodzi, podczas gdy cząsteczka wyraża, ile cząsteczek reagentów jest zaangażowanych w reakcję.
