L'ordine generale di reazione fornisce un'indicazione di come la variazione della concentrazione dei reagenti cambierà la velocità della reazione. Per ordini di reazione più alti, cambiando la concentrazione dei reagenti si ottengono grandi cambiamenti nella velocità di reazione. Per ordini di reazione inferiori, la velocità di reazione è meno sensibile ai cambiamenti della concentrazione.

L'ordine di reazione si trova sperimentalmente modificando la concentrazione dei reagenti e osservando il cambiamento nella velocità di reazione. Ad esempio, se raddoppiando la concentrazione di un reagente raddoppia la velocità di reazione, la reazione è una reazione di primo ordine per quel reagente. Se la velocità aumenta di un fattore di quattro, o il raddoppio della concentrazione al quadrato, la reazione è di secondo ordine. Per diversi reagenti che prendono parte a una reazione, l'ordine generale di reazione è la somma degli ordini dei singoli ordini di reazione.

TL; DR (Troppo lungo, Non letto)

L'ordine generale di reazione è la somma dei singoli ordini di reazione di tutti i reagenti che prendono parte a una reazione chimica. L'ordine di reazione di un reagente indica quanto cambia la velocità di reazione se viene modificata la concentrazione del reagente.

Ad esempio, per le reazioni del primo ordine, la velocità di reazione cambia direttamente con il cambiamento nel concentrazione del reagente corrispondente. Per le reazioni del secondo ordine, la velocità di reazione cambia come il quadrato del cambiamento di concentrazione. L'ordine generale di reazione è la somma dei singoli ordini di reazione dei reagenti e misura la sensibilità della reazione ai cambiamenti nelle concentrazioni di tutti i reagenti. Gli ordini individuali di reazione e quindi l'ordine generale di reazione sono determinati sperimentalmente.

Come funzionano gli ordini di reazione

Il tasso di una reazione è correlato alla concentrazione di un reagente secondo la velocità costante, rappresentato dalla lettera k. La costante di velocità cambia quando parametri come la temperatura cambiano, ma se cambia solo la concentrazione, la costante di velocità rimane fissa. Per una reazione a temperatura e pressione costanti, la velocità è uguale alla velocità costante della concentrazione di ciascuno dei reagenti rispetto alla potenza dell'ordine di ciascun reagente.

La formula generale è la seguente:

Tasso di reazione = kA ^{xB yC z ..., dove A, B, C ... sono le concentrazioni di ciascun reagente e x, y, z ... sono gli ordini delle singole reazioni.}

L'ordine generale di reazione è x + y + z + .... Ad esempio, per tre reazioni di primo ordine di tre reagenti, l'ordine generale di reazione è tre. Per due reazioni di secondo ordine di due reagenti, l'ordine generale della reazione è quattro.

Esempi di ordini di reazione

La velocità di reazione dello iodio è facile da misurare perché la soluzione nel il contenitore di reazione diventa blu quando la reazione è completa. Il tempo necessario per diventare blu è proporzionale alla velocità della reazione. Ad esempio, se raddoppiando la concentrazione di uno dei reagenti la soluzione diventa blu in metà tempo, la velocità di reazione è raddoppiata.

In una variazione dell'orologio iodio, le concentrazioni di iodio, bromato e i reagenti dell'idrogeno possono essere modificati e si possono osservare i tempi per la virata del blu. Quando le concentrazioni di iodio e bromato sono raddoppiate, il tempo di reazione è ridotto a metà in ciascun caso. Questo dimostra che i tassi della reazione raddoppiano e che questi due reagenti prendono parte alle reazioni del primo ordine. Quando la concentrazione di idrogeno viene raddoppiata, il tempo di reazione diminuisce di un fattore quattro, indicando la velocità di quadruplicazione e la reazione di idrogeno è di secondo ordine. Questa versione dell'orologio dello iodio ha quindi un ordine generale di reazione di quattro.

Altri ordini di reazione includono una reazione di ordine zero per la quale cambiare la concentrazione non fa differenza. Le reazioni di decomposizione come la decomposizione del protossido di azoto sono spesso reazioni di ordine zero perché la sostanza si decompone indipendentemente dalla sua concentrazione.

Le reazioni con altri ordini di reazione generali includono reazioni di primo, secondo e terzo grado. Nelle reazioni di primo ordine, una reazione di primo ordine per un reagente avviene con uno o più reagenti che hanno reazioni di ordine zero. Durante una reazione di secondo ordine, si verificano due reagenti con reazioni di primo ordine, oppure un reagente con una reazione di secondo ordine si combina con uno dei reagenti di ordine zero. Allo stesso modo una reazione di terzo ordine può avere una combinazione di reagenti i cui ordini si sommano a tre. In ogni caso, l'ordine indica quanto la reazione accelererà o rallenterà quando le concentrazioni dei reagenti vengono cambiate.