Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Waarom zijn reactievolgordes niet altijd gelijk aan de coëfficiënten in een chemische vergelijking?

De reactievolgordes in een chemische vergelijking komen niet altijd overeen met de coëfficiënten, omdat de coëfficiënten de stoichiometrie van de reactie vertegenwoordigen, wat de relatieve verhoudingen is van reactanten en producten die bij de reactie betrokken zijn. De reactieorders vertegenwoordigen daarentegen de afhankelijkheid van de reactiesnelheid van de concentraties van de reactanten.

De reactiesnelheid wordt bepaald door de frequentie van botsingen tussen reactantmoleculen en de energie van die botsingen. De reactievolgorde voor een bepaalde reactant wordt bepaald door het aantal reactantmoleculen dat in één enkele elementaire stap moet samenkomen om de reactie te laten plaatsvinden.

Beschouw bijvoorbeeld de volgende reactie:

```

aA + bB → cC + dD

```

De coëfficiënten in deze vergelijking vertellen ons dat voor elk a-molecuul van A dat reageert, b-moleculen van B ook moeten reageren om c-moleculen van C en d-moleculen van D te produceren. De reactievolgorde voor A en B is echter mogelijk niet gelijk aan a en b, respectievelijk.

Als de reactie een enkele elementaire stap doorloopt, zijn de reactievolgordes gelijk aan de coëfficiënten. Als de reactie bijvoorbeeld verloopt via de volgende elementaire stap:

```

aA + bB → cC + dD

```

Dan zijn de reactievolgordes voor A en B respectievelijk a en b.

Als de reactie echter via een meerstapsmechanisme verloopt, zijn de reactievolgordes mogelijk niet gelijk aan de coëfficiënten. Beschouw bijvoorbeeld het volgende reactiemechanisme:

```

Stap 1:A + B → C + D

Stap 2:C + D → E + F

```

In dit mechanisme is de algehele reactie dezelfde als de hierboven weergegeven reactie, maar verloopt via een tweestapsmechanisme. De reactievolgorde voor A zal in dit geval 1 zijn (aangezien slechts één molecuul van A betrokken is bij de eerste stap), en de reactievolgorde voor B zal 0 zijn (aangezien B niet betrokken is bij de eerste stap).

Daarom komen de reactievolgordes in een chemische vergelijking niet altijd overeen met de coëfficiënten, omdat de coëfficiënten de stoichiometrie van de reactie vertegenwoordigen, terwijl de reactievolgorde de afhankelijkheid van de reactiesnelheid van de concentraties van de reactanten vertegenwoordigt.