Förståelsesatslagar
* Rate Law: En hastighetslag uttrycker förhållandet mellan hastigheten för en reaktion och reaktanternas koncentrationer. Den har den allmänna formen:
Rate =k [a]^m [b]^n
* Rate: Förändringen i koncentrationen av en reaktant eller produkt över tid.
* k: Hastighetskonstanten, en proportionalitet konstant specifik för reaktionen vid en given temperatur.
* [A], [B]: Koncentrationer av reaktanter.
* m, n: Reaktionsorder, som är experimentellt bestämda exponenter som visar hur hastigheten förändras med avseende på koncentrationen av varje reaktant.
Metoder för att bestämma hastighetskonstanten (K)
1. Metod för initiala priser:
* Experimentellt: Genomför flera experiment med olika initiala koncentrationer av reaktanter.
* Mät den initiala hastigheten: Bestäm reaktionshastigheten i början (när tiden =0).
* Analysera uppgifterna:
* Om du fördubblar koncentrationen av en reaktant och den initiala hastigheten fördubblas, är ordningen med avseende på den reaktanten 1.
* Om du fördubblar koncentrationen av en reaktant och den initiala hastigheten fyrdubblar, är ordningen med avseende på den reaktanten 2.
* Om den initiala hastigheten inte ändras när du ändrar koncentrationen av en reaktant, är ordningen med avseende på den reaktanten 0.
* Anslut värdena till hastighetslagen: När du känner till reaktionsorderna (M, N), använd hastighetslagekvationen och uppgifterna från ett av dina experiment för att lösa för 'K'.
2. Integrerad ränteag:
* härledning: Den integrerade räntelagen härstammar från lagen om differentialhastighet. Det relaterar koncentrationen till tiden.
* formulär: Den specifika integrerade hastighetslagen beror på reaktionens ordning:
* Zeroth Order: [A] =-kt + [a] ₀
* Första ordningen: ln [a] =-kt + ln [a] ₀
* andra ordning: 1/[a] =kt + 1/[a] ₀
* Experimentellt: Mät koncentrationen av en reaktant över tid.
* Plotta uppgifterna: Plotta den lämpliga funktionen för koncentration (t.ex. ln [a] för första ordningen) kontra tid. Linjens lutning kommer att vara lika med -k (eller k beroende på ekvationens form).
Viktiga anteckningar:
* Temperaturberoende: Hastighetskonstanten är mycket beroende av temperaturen. Arrhenius-ekvationen beskriver detta förhållande:k =a * exp (-ea/rt), där a är den pre-exponentiella faktorn, ea är aktiveringsenergin, r är gaskonstanten och t är temperatur i Kelvin.
* enheter av K: Enheterna i hastighetskonstanten beror på reaktionens övergripande ordning. Till exempel har en första ordningskonstant enheter av S⁻.
Exempel:
Låt oss säga att lagen för en reaktion är:hastighet =k [a] [b] ²
För att hitta 'K' skulle du behöva:
1. Bestäm reaktionens ordning: Genomföra experiment med olika koncentrationer av A och B och mäta de initiala hastigheterna. Detta ger dig värdena på m och n.
2. Välj ett experiment: Välj ett experiment där du känner till de initiala koncentrationerna av A och B och den initiala hastigheten.
3. Anslut värdena till hastighetslagen: Ersätt värdena i ekvationen:rate =k [a] [b] ² och lösa för 'k'.
Låt mig veta om du vill ha ett mer specifikt exempel eller vill arbeta igenom ett visst problem!
