Vsebina
- TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
- Trenutna in povprečna stopnja
- Stehiometrična odvisnost stopenj
- Pozitivna stopnja reakcije
- Predpostavke o stopnji reakcije
- Numerični izračun stopnje reakcije
- Grafični izračun stopnje
Hitrost reakcije kemičnih snovi se močno razlikuje. Žebelj lahko traja leta, da se rjave, eksplozivi pa eksplodirajo v tisočinkah sekunde. Na splošno hitrost reakcije vključuje spremembo koncentracije snovi v določenem časovnem obdobju. Hitrost reakcije izračunate tako, da delite spremembo koncentracije na pretečen čas. Hitrost reakcije lahko določite tudi grafično, tako da poiščete naklon krivulje koncentracije.
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
Če želite izračunati hitrost kemijske reakcije, razdelite molove porabljene ali proizvedene snovi na število sekund, ki jih je reakcija trajala.
Trenutna in povprečna stopnja
Hitrost reakcije se lahko sčasoma spreminja. Ko se na primer porabi reaktant, se njegova hitrost običajno zmanjša. Torej morate razlikovati med hitrostjo trenutne reakcije, to je hitrostjo za določen trenutek, in povprečno hitrostjo, ki določa hitrost teka reakcije.
Stehiometrična odvisnost stopenj
Hitrost reakcij za različne produkte in reaktante je odvisna drug od drugega glede na stehiometrijo reakcije. Ko določite stopnjo za eno snov v reakciji, je iskanje stopenj za druge snovi preprosto stvar pomnoževanja molarnih razmerij s hitrostjo znane snovi. Na primer, razmislite o izgorevanju metana:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
Reakcija porabi dva mola kisika na vsak mol metana in ustvari en mol ogljikovega dioksida in dva vode. Hitrost reakcije za kisik je dvakrat večja kot pri metanu, toda hitrost CO2 je enako kot za metan.
Pozitivna stopnja reakcije
Stopnja reakcije mora biti vedno pozitivna. Ko izračunate stopnjo reakcije za izdelek, pride seveda pozitivna stopnja, saj koncentracija snovi s časom narašča. Toda pomnožite izračun za reaktant z negativnim (-1), da postane pozitiven, ker koncentracija reaktanta s časom upada.
Predpostavke o stopnji reakcije
Hitrost reakcije lahko spremeni nekaj različnih okoljskih dejavnikov, vključno s temperaturo, tlakom in prisotnostjo katalizatorjev. Pri izračunih tečajev se morate zavedati teh dejavnikov. V pogojih standardne temperature in tlaka (STP) lahko domnevate, da je reakcija nastala pri sobni temperaturi in standardnem atmosferskem tlaku.
Numerični izračun stopnje reakcije
Stopnje reakcije lahko izrazite v enotah molov na liter na sekundo ali mol × L-1 × s-1. Za izračun hitrosti reakcije preprosto razdelite molove snovi, ki nastane ali porabi v reakciji, in delite z reakcijskim časom v nekaj sekundah.
Na primer .2 mola klorovodikove kisline v 1 litru vode reagirajo z .2 moli natrijevega hidroksida, pri čemer tvorijo vodo in natrijev klorid. Reakcija traja 15 sekund. Izračunate hitrost reakcije klorovodikove kisline na naslednji način:
.2 molov HCl ÷ 1 L = .2 molov na liter (mol × L)-1 ).
.2 molov na liter ÷ 15 sekund = .0133 mol × L-1 × s-1.
Grafični izračun stopnje
Med reakcijo lahko izmerite in zabeležite koncentracijo proizvoda ali reaktanta. Ti podatki navadno ustvarijo krivuljo, ki se zmanjša za reaktante in poveča za proizvode. Če najdete tangentno črto na kateri koli točki vzdolž krivulje, je naklon te črte trenutna hitrost za to točko in za to snov.