Bestämma ordningen för en reaktion

Att veta hur olika koncentrationer av kemikalier påverkar reaktionshastigheten är avgörande för många kemiska processer. Termen "reaktionsordning" (eller reaktionsordning) syftar på hur koncentrationen av en eller flera reaktanter (kemikalier) påverkar reaktionshastigheten. Den slutliga ordningen för en reaktion är summan av ordningen av alla närvarande reaktanter. Även om att titta på en jämviktsekvation inte hjälper dig att bestämma reaktionens ordning, kan du få denna information genom att titta på hastighetsekvationen eller genom att rita en graf av reaktionen i fråga.

Steg

Metod 1 av 3: Analys av hastighetsekvationen

Bild med titeln Bestäm reaktionsordning Steg 1
1. Bestäm hastighetsekvationen för reaktionen. Hastighetsekvationen kan hjälpa dig att bestämma reaktionsordningen. Denna ekvation visar ökningen eller minskningen av ett givet ämne över tiden. Andra ekvationer relaterade till den kemiska reaktionen hjälper dig inte att bestämma reaktionsordningen.
Bild med titeln Bestäm reaktionsordning Steg 2
2. Kontrollera ordningen för varje reaktant. Varje reaktant i hastighetsekvationen kommer att ha en exponent på 0, 1 eller 2 (över 2 är mycket sällsynt). Den exponenten indikerar ordningen för den reaktanten. Vi tittar på varje exponent:
  • Noll betyder att koncentrationen för den reaktanten inte påverkar reaktionshastigheten.
  • Ett betyder att en ökning av koncentrationen av denna reaktant kommer att öka reaktionshastigheten linjärt (fördubbling av reaktanten fördubblar hastigheten för reaktanten).
  • Två betyder att reaktionshastigheten kommer att öka med kvadraten på den ökade koncentrationen (fördubbling av reaktanten ökar hastigheten med fyra gånger).
  • Nollreaktorer är ofta inte listade i hastighetsekvationen eftersom alla tal som höjs till nolleffekten är lika med ett.
  • Bild med titeln Bestäm reaktionsordning Steg 3
    3. Lägg till ordningen för alla reaktanter tillsammans. Den totala ordningen för en reaktion är summan av ordningen för alla reaktanter. Lägg till exponenterna för varje reaktant för att bestämma reaktionens allmänna ordning. Detta antal är vanligtvis mindre än eller lika med två.
  • Anta till exempel att den första reaktanten är första ordningen (har en exponent av 1) och reaktant två är första ordningen (även exponent 1), då är den allmänna reaktionen en av andra ordningen.
  • Metod 2 av 3: Visa datapunkter som en graf

    Bild med titeln Bestäm reaktionsordning Steg 4
    1. Hitta de variabler som gör en linjär graf av reaktionen. En linjär graf hänvisar till en graf som har en konstant förändringshastighet. Med andra ord kommer den beroende variabeln att förändras lika mycket under den första sekunden som den andra, tredje och så vidare. En linjär graf ser ut som en rak linje.
    Bild med titeln Bestäm reaktionsordning Steg 5
    2. Rita koncentrationen av reaktanten mot tiden. Detta indikerar hur mycket reaktant som finns kvar vid en given punkt under reaktionen. Om denna graf är linjär betyder det att koncentrationen av reaktanten inte påverkar hastigheten med vilken reaktionen fortskrider. I detta fall är reaktanten av ordningen noll.
    Bild med titeln Bestäm reaktionsordning Steg 6
    3. Ge den naturliga logaritmen för koncentrationen av reaktanten mot tiden. Om den naturliga logaritmen för reaktanten resulterar i en linjär graf, är reaktanten en av första ordningens. Detta betyder att koncentrationen av reaktanten påverkar reaktionshastigheten. Om grafen inte är linjär måste du testa grafen för en andra ordningens reaktion.
    Bild med titeln Bestäm reaktionsordning Steg 7
    4. Rita [1/koncentration av reaktant] mot tiden. En linjär graf av [1/koncentration av reaktant] indikerar en andra ordningens reaktion. Detta betyder att reaktionshastigheten kommer att öka med kvadraten av varje ökning av reaktant. Om den här grafen inte är linjär bör du försöka rita upp noll- och första ordningens reaktioner.
    Bild med titeln Bestäm reaktionsordning Steg 8
    5. Hitta summan av ordningen för alla reaktanter. När du har hittat en linjär graf för varje reaktant, då vet du också ordningen för varje reaktant. Låter dig beräkna den resulterande ordningen för reaktionen. Lägg ihop alla reaktiva sekvenser. Detta är då reaktionsordningen för hela reaktionen.

    Metod 3 av 3: Lösa fallstudier

    Bild med titeln Bestäm reaktionsordning Steg 9
    1. Bestäm ordningen för en reaktion när en fördubbling av någon av reaktanterna resulterar i en fördubbling av hastigheten. Om en fördubbling av koncentrationen av en reaktant gör att hastigheten fördubblas, är den reaktanten första ordningen. I detta fall är båda reaktanterna av första ordningen. Summan av två första ordningens reaktanter är en andra ordningens reaktion.
    Bild med titeln Bestäm reaktionsordning Steg 10
    2. Hitta ordningen på en reaktion där dubblering av båda reaktanterna inte ändrar hastigheten. Om ändring av koncentrationen av en reaktant inte orsakar en förändring i dess hastighet, är den reaktanten noll. I detta fall är båda reaktanterna nollordning. Summan av två nollordningar är en generell nollordningsreaktionsordning.
    Bild med titeln Bestäm reaktionsordning Steg 11
    3. Bestäm ordningen för en reaktion där en fördubbling av en reaktant fyrdubblar hastigheten. Reaktanten som påverkar reaktionshastigheten är andra ordningens. Den andra reaktanten påverkar inte hastigheten och är av noll ordning. Summan av beställningarna är två, så detta är en andra ordningens reaktion.

    Оцените, пожалуйста статью