science >> Wetenschap >  >> Chemie

De reactiesnelheid berekenen

De snelheid waarmee chemische stoffen reageren, varieert sterk. Een spijker kan jaren duren om te roesten, terwijl explosieven in duizendsten van een seconde tot ontploffing komen. Over het algemeen houdt een reactiesnelheid de verandering in de concentratie van een stof in een bepaalde tijdsperiode in. U berekent de reactiesnelheid door de concentratieverandering te delen door de verstreken tijd. U kunt ook de snelheid van een reactie grafisch bepalen door de helling van de concentratiekromme te vinden.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

De snelheid van een berekenen chemische reactie, deel de mol stof die is verbruikt of geproduceerd door het aantal seconden dat de reactie nodig had om te voltooien.
Directe versus gemiddelde snelheid

De snelheid van een reactie kan in de loop van de tijd veranderen. Als een reactant bijvoorbeeld opgebruikt, neemt zijn snelheid typisch af. U moet dus onderscheid maken tussen de momentane reactiesnelheid, dat wil zeggen de snelheid voor een bepaald moment en de gemiddelde snelheid, die de snelheid bepaalt in de loop van de reactie.
Stoichiometrische afhankelijkheid van snelheden

De reactiesnelheden voor verschillende producten en reactanten hangen van elkaar af volgens de stoichiometrie van de reactie. Wanneer u de snelheid voor één stof in een reactie bepaalt, is het vinden van de snelheden voor de andere stoffen eenvoudig een kwestie van het vermenigvuldigen van de molaire verhoudingen met de snelheid van de bekende stof. Overweeg bijvoorbeeld de verbranding van methaan:

CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2O

De reactie verbruikt twee mol zuurstof voor elke mol methaan en produceert één mol kooldioxide en twee water. De reactiesnelheid voor zuurstof is het dubbele van die van methaan, maar de snelheid voor CO <2> is dezelfde als voor methaan.
Positieve reactiesnelheid

Een reactiesnelheid moet altijd een positief getal zijn. Wanneer u de reactiesnelheid voor een product berekent, komt een positieve snelheid vanzelf, omdat de concentratie van de stof met de tijd toeneemt. Maar je vermenigvuldigt de berekening voor een reactant met negatieve (-1) om het positief te maken, omdat de concentratie van een reactant met de tijd afneemt.
Veronderstelde reactiesnelheid

Een paar verschillende omgevingsfactoren kunnen verander de reactiesnelheid, inclusief temperatuur, druk en de aanwezigheid van katalysatoren. U moet zich bewust zijn van deze factoren wanneer u tariefberekeningen uitvoert. Onder omstandigheden van standaardtemperatuur en -druk (STP), kunt u ervan uitgaan dat de reactie plaatsvond bij kamertemperatuur en standaard atmosferische druk.
Numerieke berekening van reactiesnelheid

U kunt reactiesnelheden uitdrukken in eenheden van mol per liter per seconde, of mol × L -1 × s -1. Om een reactiesnelheid te berekenen, deel je eenvoudig de mol stof die in de reactie is geproduceerd of verbruikt en deel je door de reactietijd in seconden.

Bijvoorbeeld, 2 mol zoutzuur in 1 liter water reageert met de 0,2 mol natriumhydroxide, waarbij water en natriumchloride worden gevormd. "The reaction takes 15 seconds.", 3, [[U berekent de reactiesnelheid voor zoutzuur als volgt:

.2 mol HCl ÷ 1 L \u003d .2 mol per liter (mol × L -1).
.2 mol per liter ÷ 15 seconden \u003d .0133 mol × L -1 × s -1.
Grafische snelheidsberekening

U kunt de concentratie van een product of reactant tijdens een reactie meten en registreren. Deze gegevens produceren meestal een curve die afneemt voor reactanten en toeneemt voor producten. Als u de raaklijn op een willekeurig punt in de curve vindt, is de helling van die lijn de momentane snelheid voor dat tijdstip en voor die stof.