Як визначити порядок реакції


 

Порядок хімічної реакції з якого-небудь речовині — це показник ступеня, яку має концентрація цієї речовини в кінетичному рівнянні реакції. Порядок буває нульовим, першим і другим. Як визначити його для конкретної реакції?


Інструкція

  1. Перш за все, ви можете скористатися графічним методом. Але спочатку необхідно пояснити, в чому відмінності реакцій різних порядків один від одного і як це відбивається на графіках.
  2. Нульовий порядок характерний для реакцій, швидкість яких не залежить від концентрації речовин, наприклад, для реакції гетерогенного каталізу або фотохімічної. Припустимо, в ході подібної реакції речовина А перетворюється в речовину В. Якщо ви побудуєте графік, де на осі абсцис буде відзначено зміна часу, а на осі ординат — зміна концентрації речовини А, то отримаєте графік лінійної залежності. Концентрація буде спадати по прямій.
  3. Перший порядок притаманний реакцій, швидкість яких залежить тільки від концентрації одного з компонентів. Вона виражається так: -dC/dt = kC, або, після перетворення:-lnC = kt + const. Якщо ж записати цю формулу в десяткових логарифмах, отримаєте: lgC =-kt / 2,303 — const / 2,303. Графік залежності lg C від t являє собою пряму, з тангенсом кута нахилу, який дорівнює-k / 2,303.
  4. Якщо ж швидкість реакції пропорційна концентрацій двох реагентів або квадрату концентрації одного з них, то це — реакція другого порядку. Її швидкість розраховується так: -dCA/dt = kCA2. Величина k і в цьому, і в попередньому випадку, може включати в себе різні константи (наприклад, інтенсивність світла, концентрація насиченого розчину). Розмірність моль / літр.
        
  5. Таким чином, якщо на графіку, що показує залежність С від t, вона виходить у вигляді прямої, то реакція — нульового порядку. Якщо залежність lg C від t лінійна, то це означає, що ви маєте справу з реакцією першого порядку. Реакція другого порядку — якщо, по-перше, початкова концентрація всіх реагентів однакова по-друге, якщо виходить лінійний графік залежності 1 / С від t, по-третє, якщо виходить лінійний графік залежності 1/с2 від t.
  6. Можна скористатися способом визначення часу полупревращения. Для реакції першого порядку воно розраховується за формулою: t1 / 2 = 0,693 / k Час, за який прореагує половина реагенту, не залежить від його початкової концентрації.
  7. Для реакції другого порядку, при рівності початкових концентрацій речовин А і В, час розпаду половини будь-якого з них назад пропорційно початковій концентрації. Тому: t1 / 2 = 1 / k [A]
        
  8. Є спосіб додавання надлишку реагентів. Якщо додати в реакційну зону значний надлишок всіх речовин, крім одного, ви можете визначити показник ступеня, з яким концентрація даного реагенту входить в рівняння швидкості.