3 spôsoby určenia poradia reakcie

Poznanie toho, ako rôzne koncentrácie chemických látok ovplyvňujú rýchlosť reakcie, je nevyhnutné pre mnohé chemické procesy. Pojem „poradie reakcie“ (alebo poradie reakcie) sa vzťahuje na to, ako koncentrácia jedného alebo viacerých reaktantov (chemických látok) ovplyvňuje rýchlosť reakcie. Celkové poradie akejkoľvek reakcie je súčtom poradia všetkých prítomných reaktantov. Hoci vám pohľad na vyváženú chemickú rovnicu nepomôže určiť poradie reakcie, môžete túto informáciu získať pohľadom na rovnicu rýchlosti alebo grafom danej reakcie.

Metóda 1 z 3:Analýza rovnice rýchlosti


Určte rovnicu rýchlosti reakcie. Rýchlostná rovnica vám pomôže určiť poradie reakcie. Táto rovnica znázorňuje nárast alebo pokles obsahu určitej látky vzhľadom na čas. Iné rovnice súvisiace s chemickou reakciou vám nepomôžu určiť poradie reakcie.[1]


Určite poradie jednotlivých reaktantov. Každý reaktant uvedený v rovnici rýchlosti bude mať exponent 0, 1 alebo 2 (nad 2 je veľmi zriedkavý). Tento exponent označuje poradie tohto reaktantu. Pozrite sa na jednotlivé exponenty:[2]

  • Nula znamená, že koncentrácia daného reaktantu nemá žiadny vplyv na rýchlosť reakcie.
  • Jednotka znamená, že zvýšenie koncentrácie tohto reaktantu zvýši rýchlosť reakcie lineárnym spôsobom (zdvojnásobenie reaktantu zdvojnásobí rýchlosť).
  • Dvojka znamená, že rýchlosť reakcie sa zvýši o štvorec zvýšenej koncentrácie (zdvojnásobenie reaktantu zvýši rýchlosť štvornásobne).
  • Reaktanty nultého rádu sa často neuvádzajú v rovnici rýchlosti, pretože každé číslo na nultú mocninu sa rovná jednej.


Doplňte poradie všetkých reaktantov spolu. Celkové poradie reakcie je súčet poradí jednotlivých reaktantov. Sčítajte exponenty jednotlivých reaktantov, aby ste zistili celkové poradie reakcie. Toto číslo je zvyčajne menšie alebo rovné dvom.[3]

  • Napríklad, ak je reaktant jedna prvého rádu (exponent 1) a reaktant dva je prvého rádu (exponent 1), potom by celková reakcia bola reakciou druhého rádu.

Metóda 2 z 3: Grafické znázornenie dátových bodov


Nájdite premenné, ktoré vytvárajú lineárny graf reakcie. Lineárny graf označuje graf, ktorý má konštantnú rýchlosť zmeny. Inými slovami, závislá premenná sa zmení rovnako v prvej sekunde ako v druhej, tretej atď. Lineárny graf vyzerá na stránke ako rovná čiara.


Graf závislosti koncentrácie reaktantu od času. To ukáže, koľko reaktantu zostáva v danom bode počas reakcie. Ak je tento graf lineárny, znamená to, že koncentrácia reaktantu nemá žiadny vplyv na rýchlosť, akou reakcia prebieha. V tomto prípade je reaktant reaktantom nultého rádu.[4]


Načrtnite prirodzený logaritmus koncentrácie reaktantu v závislosti od času. Ak výsledkom grafického znázornenia prirodzeného logaritmu reaktantu je lineárny graf, reaktant je reaktant prvého rádu. To znamená, že koncentrácia reaktantu ovplyvňuje rýchlosť reakcie. Ak graf nie je lineárny, musíte urobiť grafický test reakcie druhého rádu.[5]


Zostrojte graf závislosti [1/koncentrácia reaktantu] od času. Lineárny graf [1/koncentrácia reaktantu] naznačuje reakciu druhého rádu. To znamená, že rýchlosť reakcie sa zvýši o druhú mocninu akéhokoľvek nárastu reaktantu. Ak tento graf nie je lineárny, musíte vyskúšať grafické znázornenie reakcií nultého a prvého rádu.[6]


Nájdite súčet poradia pre všetky reaktanty. Po nájdení lineárneho grafu pre každý reaktant budete poznať poradie každého reaktantu. To vám umožní vypočítať celkový rád reakcie. Súčet všetkých rádov reaktantov. Toto je vaše poradie reakcií pre celú reakciu.[7]

Metóda 3 z 3:Riešenie praktických úloh


Určite poradie reakcie, keď zdvojnásobenie ktoréhokoľvek reaktantu vedie k zdvojnásobeniu rýchlosti. Musíte vedieť, že ak zdvojnásobenie koncentrácie reaktantu spôsobí zdvojnásobenie rýchlosti, potom je tento reaktant prvého rádu. V tomto prípade sú obe reaktanty prvého rádu. Súčet dvoch reaktantov prvého rádu je reakcia druhého rádu.


Nájdite poradie reakcie, pri ktorej zdvojnásobenie oboch reaktantov nevedie k zmene rýchlosti. Ak zmena koncentrácie reaktantu nespôsobí žiadnu zmenu rýchlosti, hovorí sa, že tento reaktant je nultého rádu. V tomto prípade sú obe reaktanty nultého rádu. Reakcia dvoch reakcií nultého rádu dáva celkový reakčný rád nula.


  • Určte poradie reakcie, pri ktorej zdvojnásobenie jedného reaktantu zvyšuje rýchlosť na štvornásobok. Reaktant, ktorý ovplyvňuje rýchlosť reakcie, je druhého rádu. Druhý reaktant nemá žiadny vplyv na rýchlosť a je nultého rádu. Súčet rádov je dva, ide teda o reakciu druhého rádu.
  • Odkazy