Le costanti di velocità trasmettono la velocità di una reazione, consentendo di sapere quanto velocemente o lentamente un ingrediente della reazione sarà consumato per unità di volume. Maggiore è la costante di velocità, più veloce sarà la reazione e più velocemente si consumerà un ingrediente specifico. Le unità di una costante di velocità sono la quantità di reagente consumata divisa per il tempo e il volume di reazione totale. Poiché c'è più di un reagente in ogni reazione, è possibile calcolare diverse costanti di velocità per la stessa reazione.

Calcola il volume in cui avviene la reazione. La reazione di combustione in questo esempio ha luogo in un razzo cilindrico di 90 centimetri di lunghezza e 72 centimetri di diametro. Il volume di questo cilindro è uguale a Pi volte il quadrato del raggio moltiplicato per la lunghezza, o 3,14 volte 1296 centimetri quadrati per 90 centimetri. Il volume equivale a 366.400 centimetri cubici, o 0.3664 metri cubi.

Calcola il tasso di consumo dei reagenti. I risultati dell'esperimento di esempio hanno dimostrato che sono stati creati 180 chilogrammi di acqua al secondo. L'equazione di reazione chimica afferma che una molecola di ossigeno, o due atomi di ossigeno, viene utilizzata per creare due molecole di acqua. Quindi possiamo dire che 180 frammenti per 2 o 90 chilogrammi di molecole di ossigeno sono stati consumati al secondo nella reazione. Una molecola di idrogeno, o due atomi di idrogeno, vengono utilizzati per creare una molecola di acqua, quindi sono stati consumati 180 chilogrammi di molecole di idrogeno al secondo.

Calcolare la velocità costante in termini di ossigeno per metro cubo dividendo il tasso di consumo di ossigeno per il volume di reazione: 90 kg /s diviso per 0,3664 uguale a 245,6. Pertanto, la costante di velocità di questa reazione è di 245,6 chilogrammi di ossigeno al secondo per metro cubo.

Calcola la costante di velocità in termini di idrogeno per metro cubo dividendo 180 chilogrammi per 0,3664. Pertanto, la costante di velocità di questa reazione è 491,3 chilogrammi di idrogeno al secondo per metro cubo. Ogni costante di velocità è valida perché viene calcolata utilizzando come base un reattivo diverso.

Suggerimento

L'integrazione del volume nel calcolo della costante di velocità consente di applicare la costante alla stessa reazione in un diverso volume fino a quando le altre condizioni di reazione, come la temperatura e la distribuzione dei reagenti, sono le stesse