Av Brooke Yool
Uppdaterad 30 augusti 2022
Kemisk kinetik, studiet av reaktionshastigheter, bygger på att förstå hur reaktantkoncentrationer påverkar reaktionshastigheten. En hastighetslag kopplar matematiskt dessa koncentrationer till reaktionshastigheten och är väsentlig för att förutsäga och kontrollera kemiska processer.
En typisk skattelag har formen:
rate = k [A]^m [B]^n
Här, k är hastighetskonstanten unik för reaktionen, och exponenterna m och n (ofta 1 eller 2) återspeglar reaktionens ordning med avseende på varje reaktant. Konstanterna och ordningarna härleds från experimentella data och ger en kvantitativ beskrivning av reaktionens kinetik.
Även om många reaktioner representeras som enstaka steg, består de ofta av flera elementära steg. Den totala reaktionshastigheten styrs av den långsammaste av dessa, känd som det hastighetsbestämmande steget. Stegen nedan beskriver hur du översätter det här steget till en skattelag.
Undersök kinetiska data eller en föreslagen mekanism för att lokalisera den långsammaste elementära reaktionen. Detta steg är avgörande eftersom det styr den totala hastigheten.
Lista de reaktanter som är involverade i det hastighetsbestämmande steget. Till exempel, om det långsamma steget involverar kollision mellan två O₂-molekyler, blir den preliminära hastighetslagen:
rate = k [O₂][O₂]
Observera att detta kan förenklas till rate = k[O₂]² när exponenterna har bestämts.
Genomför experiment som varierar en reaktantkoncentration åt gången samtidigt som andra hålls konstanta. Analysera hur kursen ändras:
Tillämpa denna analys på varje reaktant i det hastighetsbestämmande steget för att tilldela exakta exponenter.
Eftersom det hastighetsbestämmande steget kan skilja sig från den övergripande reaktionen, kan din slutliga hastighetslag skilja sig från den initiala reaktionsekvationen. Använd experimentella data för att förfina exponenter och se till att lagen exakt återspeglar det kinetiska beteendet.
