La velocità di reazione di una data reazione è la velocità alla quale i componenti si impegnano nella reazione specifica, formando un nuovo risultato (composto o precipitato, per esempio). L'ordine di reazione, d'altra parte, è il coefficiente applicato a ciascun componente nel calcolo della velocità di reazione. La legge della velocità è l'espressione matematica della velocità di reazione e può assumere diverse forme: velocità media nel tempo, velocità istantanea in qualsiasi punto specifico e velocità iniziale di reazione.

TL; DR (Too Long ; Non letto)

L'ordine di reazione deve essere determinato sperimentalmente utilizzando le concentrazioni iniziali di componenti e test per vedere come un cambiamento nella loro concentrazione o pressione influenza la produzione del prodotto risultante.

La velocità di reazione può rimanere costante o variare nel tempo e può essere influenzata dalle concentrazioni di ciascun componente o solo da uno o due. Tali concentrazioni possono variare nel tempo mentre la reazione continua in modo che la velocità di reazione stia cambiando e il tasso di cambiamento stesso stia cambiando. La velocità di reazione può anche cambiare in base ad altri fattori più oscuri come la superficie disponibile per il reagente, che può anche cambiare nel tempo.

L'ordine della reazione

Quando la velocità di reazione varia direttamente con la concentrazione di un componente, si dice che sia una reazione di primo ordine. In termini laici, la dimensione del falò dipende dalla quantità di legna che ci metti sopra. Quando la velocità di reazione varia con la concentrazione di due componenti, si tratta di una reazione di secondo ordine. Matematicamente, "la somma degli esponenti nella legge dei tassi è uguale a due."

Che cosa significa Reazione all'ordine zero

Quando la velocità di reazione non varia a seconda della concentrazione di uno qualsiasi dei reagenti, si dice che sia una reazione di ordine zero o zeroth. In tal caso, la velocità di reazione per ogni reazione specifica è semplicemente uguale alla costante di velocità, rappresentata da k
. Una reazione di ordine zero è espressa nella forma r
= k,
dove r
è la velocità di reazione e k
è la velocità costante. Quando è rappresentata graficamente rispetto al tempo, la linea che indica la presenza dei reagenti scende in linea retta e la linea che indica la presenza del prodotto sale in linea retta. La pendenza della linea varia con la reazione specifica, ma la velocità di declinazione di A (dove A è un componente) è uguale alla velocità di aumento di C (dove C è il prodotto).

Un altro altro il termine specifico è pseudo reazione di ordine zero perché non è un modello perfetto. Quando la concentrazione di un componente diventa zero attraverso la reazione stessa, la reazione cessa. Poco prima di quel punto, la velocità si comporta più come una tipica reazione di primo o secondo grado. È un caso insolito, ma non raro, di cinetica, solitamente causato da una condizione artificiale o altrimenti atipica, come una preponderanza schiacciante di una componente o, dall'altra parte dell'equazione, una scarsità artificiale di una componente diversa. Pensa a un caso in cui una grande quantità di un determinato componente è presente ma non disponibile per la reazione perché presenta un'area di superficie limitata per la reazione.

Trovare l'ordine di reazione e la costante di velocità

la legge del tasso k
deve essere determinata tramite esperimento. Elaborare il tasso di reazione è semplice; è roba del mondo reale, non algebra. Se la concentrazione dei componenti iniziali diminuisce in una forma lineare con il tempo o la concentrazione del prodotto aumenta linearmente con il tempo, allora si ha una reazione di ordine zero. In caso contrario, devi fare matematica.

In via sperimentale, puoi determinare k
utilizzando le tue concentrazioni iniziali o le pressioni dei componenti, non la media, come la presenza del prodotto risultante come tempo continua può influenzare la velocità di reazione. Quindi riesegui l'esperimento, modificando la concentrazione iniziale di A o B, e osserva il cambiamento, se presente, nella risultante velocità di produzione di C, il prodotto. Se non ci sono cambiamenti, hai una reazione di ordine zero. Se la velocità varia direttamente con la concentrazione di A, si ha una reazione di primo ordine. Se varia con il quadrato di A, hai una reazione di secondo ordine, e così via.

C'è un buon video esplicativo su YouTube.

Con un po 'di tempo in laboratorio, diventerà ovvio se hai una legge zeroth, prima, seconda o più complicata. Usa sempre le percentuali iniziali dei componenti per i tuoi calcoli e, entro due o tre varianti (raddoppia e poi triplicando la pressione di un determinato componente, ad esempio), diventerà chiaro di cosa hai a che fare.