Comprensione delle leggi sui tassi
* Legge sui tassi: Una legge sui tassi esprime la relazione tra il tasso di una reazione e le concentrazioni dei reagenti. Ha la forma generale:
Rate =k [a]^m [b]^n
* Rate: Il cambiamento nella concentrazione di un reagente o di un prodotto nel tempo.
* K: La costante di velocità, una costante di proporzionalità specifica per la reazione a una data temperatura.
* [a], [b]: Concentrazioni di reagenti.
* m, n: Ordini di reazione, che sono esponenti determinati sperimentalmente che mostrano come la velocità cambia rispetto alla concentrazione di ciascun reagente.
Metodi per determinare la costante di velocità (k)
1. Metodo delle tariffe iniziali:
* sperimentalmente: Condurre diversi esperimenti con diverse concentrazioni iniziali di reagenti.
* Misura la velocità iniziale: Determina la velocità della reazione all'inizio (quando tempo =0).
* Analizza i dati:
* Se raddoppi la concentrazione di un reagente e la velocità iniziale raddoppia, l'ordine rispetto a quel reagente è 1.
* Se raddoppi la concentrazione di un reagente e le quadruple di velocità iniziale, l'ordine rispetto a quel reagente è 2.
* Se il tasso iniziale non cambia quando si cambia la concentrazione di un reagente, l'ordine rispetto a quel reagente è 0.
* Collegare i valori alla legge sui tassi: Una volta che conosci gli ordini di reazione (M, N), usa l'equazione della legge sui tassi e i dati di uno dei tuoi esperimenti per risolvere per "K".
2. Legge sui tassi integrati:
* Derivazione: La legge sui tassi integrati deriva dalla legge sui tassi differenziali. Racconta la concentrazione al tempo.
* Forme: La legge sui tassi integrati specifica dipende dall'ordine della reazione:
* Ordine Zeroth: [A] =-kt + [a] ₀
* Primo ordine: ln [a] =-kt + ln [a] ₀
* Secondo ordine: 1/[a] =kt + 1/[a] ₀
* sperimentalmente: Misurare la concentrazione di un reagente nel tempo.
* Traccia i dati: Traccia la funzione appropriata della concentrazione (ad es. LN [A] per il primo ordine) rispetto al tempo. La pendenza della linea sarà uguale a -k (o k a seconda della forma dell'equazione).
Note importanti:
* Dipendenza dalla temperatura: La costante di velocità dipende fortemente dalla temperatura. L'equazione di Arrhenius descrive questa relazione:k =a * exp (-ea/rt), dove a è il fattore pre-esponenziale, EA è l'energia di attivazione, r è la costante del gas e t è la temperatura in Kelvin.
* unità di k: Le unità della costante di velocità dipendono dall'ordine complessivo della reazione. Ad esempio, una costante di tasso di primo ordine ha unità di S⁻¹.
Esempio:
Diciamo che la legge sui tassi per una reazione è:tasso =k [a] [b] ²
Per trovare "K", dovresti:
1. Determina l'ordine della reazione: Condurre esperimenti con diverse concentrazioni di A e B e misura i tassi iniziali. Questo ti darà i valori di m e n.
2. Scegli un esperimento: Scegli un esperimento in cui conosci le concentrazioni iniziali di A e B e il tasso iniziale.
3. Collegare i valori alla legge sui tassi: Sostituisci i valori nell'equazione:rate =k [a] [b] ² e risolvi per 'k'.
Fammi sapere se desideri un esempio più specifico o vuoi risolvere un problema particolare!
