Di Brooke Yool
Aggiornato il 30 agosto 2022

La cinetica chimica, lo studio delle velocità di reazione, si basa sulla comprensione di come le concentrazioni dei reagenti influenzano la velocità di una reazione. Una legge sulla velocità collega matematicamente queste concentrazioni alla velocità di reazione ed è essenziale per prevedere e controllare i processi chimici.

Una tipica legge tariffaria assume la forma:

rate = k [A]^m [B]^n

Ecco, k è la costante di velocità unica della reazione e gli esponenti m e n (spesso 1 o 2) riflettono l'ordine della reazione rispetto a ciascun reagente. Le costanti e gli ordini derivano da dati sperimentali e forniscono una descrizione quantitativa della cinetica della reazione.

Scrivere una legge sui tassi

Sebbene molte reazioni siano rappresentate come passaggi singoli, spesso consistono in più passaggi elementari. La velocità complessiva della reazione è governata dalla fase più lenta, nota come fase determinante la velocità. I passaggi seguenti descrivono come tradurre questo passaggio in una legge tariffaria.

Passaggio 1:identificare il passaggio che determina la velocità

Esaminare i dati cinetici o un meccanismo proposto per individuare la reazione elementare più lenta. Questo passaggio è cruciale perché controlla la tariffa complessiva.

Passaggio 2:tradurre i reagenti nella legge

Elencare i reagenti coinvolti nella fase di determinazione della velocità. Ad esempio, se il passo lento prevede la collisione di due molecole di O₂, la legge cinetica preliminare diventa:

rate = k [O₂][O₂]

Tieni presente che questo può essere semplificato in rate = k[O₂]² una volta determinati gli esponenti.

Passaggio 3:determinare gli ordini di reazione dai dati sperimentali

Condurre esperimenti variando la concentrazione di un reagente alla volta mantenendo costanti gli altri. Analizza come cambia la tariffa:

• Se raddoppiando la concentrazione di un reagente si raddoppia la velocità, la reazione è del primo ordine in quel reagente (esponente=1).
• Se raddoppiando la concentrazione si quadruplica la velocità, la reazione è di secondo ordine in quel reagente (esponente=2).

Applica questa analisi a ciascun reagente nella fase di determinazione della velocità per assegnare esponenti accurati.

TL;DR

Poiché la fase che determina la velocità può differire dalla reazione complessiva, la legge sulla velocità finale può differire dall’equazione della reazione iniziale. Utilizza i dati sperimentali per perfezionare gli esponenti e garantire che la legge rifletta accuratamente il comportamento cinetico.