De reactiesnelheid van een gegeven reactie is de snelheid waarmee de componenten de specifieke reactie aangaan en een nieuw resultaat vormen (bijvoorbeeld een verbinding of neerslag). De reactieorde daarentegen is de coëfficiënt die op elke component wordt toegepast bij de berekening van de reactiesnelheid. De snelheidswet is de wiskundige uitdrukking van de reactiesnelheid, en deze kan verschillende vormen aannemen: gemiddelde snelheid in de tijd, onmiddellijke snelheid op een specifiek punt en initiële reactiesnelheid.

TL; DR (te lang ; Niet gelezen)

Reactieorder moet experimenteel worden bepaald met behulp van initiële concentraties van componenten en testen om te zien hoe een verandering in hun concentratie of druk de productie van het resulterende product beïnvloedt.

De reactiesnelheid kan stabiel blijven of in de loop van de tijd variëren en kan worden beïnvloed door de concentraties van elke component of door slechts een of twee. Die concentraties kunnen in de loop van de tijd variëren naarmate de reactie voortgaat, zodat de reactiesnelheid verandert en de snelheid van verandering zelf verandert. De reactiesnelheid kan ook veranderen op basis van andere, meer obscure factoren, zoals het beschikbare oppervlak voor het reagens, dat ook in de loop van de tijd kan veranderen.
De volgorde van de reactie

Wanneer de reactiesnelheid direct varieert met de concentratie van één component, er wordt gezegd dat het een reactie van de eerste orde is. In lekentermen hangt de grootte van het vuur af van hoeveel hout je erop legt. Wanneer de reactiesnelheid varieert met de concentratie van twee componenten, is dit een reactie van de tweede orde. Wiskundig gezegd: "de som van de exponenten in de tariefwet is gelijk aan twee."
Wat nul-orde reactie betekent

Wanneer de reactiesnelheid niet varieert afhankelijk van de concentratie van een van de reagentia, er wordt gezegd dat het een nul- of nulde-orde reactie is. In dat geval is de reactiesnelheid voor een specifieke reactie gewoon gelijk aan de snelheidsconstante, weergegeven door k
. Een nul-orde reactie wordt uitgedrukt in de vorm r
\u003d k,
waarbij r
de reactiesnelheid is en k
de snelheid is constante. Wanneer een grafiek wordt gemaakt tegen de tijd in, gaat de lijn die de aanwezigheid van de reagentia aangeeft in een rechte lijn naar beneden en de lijn die de aanwezigheid van het product aangeeft, in een rechte lijn omhoog. De helling van de lijn varieert met de specifieke reactie, maar de mate van afbuiging van A (waarbij A een component is) is gelijk aan de snelheid van toename van C (waarbij C het product is).

Nog een meer specifieke term is pseudo nul-orde reactie omdat het geen perfect model is. Wanneer de concentratie van één component nul wordt door de reactie zelf, stopt de reactie. Net voor dat punt gedraagt de snelheid zich meer als een typische reactie van de eerste of tweede orde. Het is een ongewoon maar niet ongewoon geval van kinetiek, meestal veroorzaakt door een kunstmatige of anderszins atypische toestand, zoals een overweldigend overwicht van een component of, aan de andere kant van de vergelijking, een kunstmatige schaarste van een andere component. Denk aan een geval waarin een groot deel van een bepaald component aanwezig is maar niet beschikbaar is voor reactie omdat het een beperkt oppervlak voor de reactie heeft.
Reactie vinden Orde en snelheid constant

De tariefwet < em> k
moet via experiment worden bepaald. Het berekenen van de reactiesnelheid is eenvoudig; het zijn echte dingen, geen algebra. Als de concentratie van de initiële componenten in de tijd lineair afneemt of de concentratie van het product lineair toeneemt met de tijd, dan heb je een nul-orde reactie. Als dit niet het geval is, moet u rekenen.

Experimenteel bepaalt u k
met behulp van uw initiële concentraties of druk van componenten, niet het gemiddelde, als de aanwezigheid van het resulterende product als tijd gaat door, kan de reactiesnelheid beïnvloeden. Vervolgens voert u het experiment opnieuw uit, waarbij u de beginconcentratie van A of B wijzigt en de eventuele verandering in de resulterende productiesnelheid van C, het product, waarneemt. Als er geen verandering is, hebt u een nul-orde reactie. Als de snelheid rechtstreeks varieert met de concentratie van A, heb je een eerste-orde reactie. Als het varieert met het vierkant van A, heb je een tweede-orde reactie, enzovoort.

Er is een goede uitlegvideo op YouTube.

Met een beetje tijd in het lab, zal duidelijk worden als je een nul-, eerste, tweede of meer gecompliceerde tariefwet hebt. Gebruik altijd initiële snelheden van componenten voor uw berekeningen, en binnen twee of drie varianten (bijvoorbeeld verdubbeling en vervolgens verdrievoudiging van de druk van een gegeven component), zal het duidelijk worden waar u mee te maken hebt.