18.9: Порядок реакції

Last updated
Save as PDF

Page ID: 19297

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Лісові пожежі завдають великої шкоди, завдають шкоди як рослинному, так і тваринному життю. Тяжкість лісової пожежі залежить від того, скільки рослинного життя можна спалити - чим більше доступний сухий рослинний матеріал, тим серйозніше пожежа, і тим швидше він буде поширюватися.

Порядок реакції

У реакції\(\ce{A} \rightarrow \ce{B}\) швидкість реакції прямо пропорційна концентрації\(\ce{A}\) підвищеної до першої потужності. Тобто,\(\left[ \ce{A} \right] = \left[ \ce{A} \right]^1\). Реакція першого порядку - це реакція, при якій швидкість пропорційна концентрації тільки одного реагенту. У міру протікання реакції першого порядку швидкість реакції зменшується, оскільки концентрація реагенту зменшується (див. Малюнок нижче). Графік концентрації в порівнянні з часом вигнутий. Швидкість реакції\(\left( \frac{\Delta \left[ \ce{A} \right]}{\Delta t} \right)\) може бути визначена графічно по нахилу дотичної до кривої в будь-якій точці. Швидкість реакції в час, показаний червоним трикутником, задається:

\[\text{rate} = -\frac{\left[ \ce{A} \right]_\text{final} - \left[ \ce{A} \right]_\text{initial}}{\Delta t} = -\frac{0.35 \: \text{M} - 0.63 \: \text{M}}{3.0 \: \text{s} - 1.0 \: \text{s}} = 0.14 \: \text{M/s}\nonumber \]

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Цей графік показує, як змінюється концентрація реагенту в міру протікання реакції. Швидкість реакції визначається в будь-якій точці шляхом вимірювання нахилу дотичної до кривої. (КУБ.СМ ПО-НК; К-12)

Швидкості деяких реакцій залежать від концентрацій більше одного реагенту. Розглянемо реакцію, при якій молекула\(\ce{A}\) стикається з\(\ce{B}\) молекулою утворюють продукт\(\ce{C}\).

\[\ce{A} + \ce{B} \rightarrow \ce{C}\nonumber \]

Подвоєння концентрації однієї\(\ce{A}\) лише подвоїло б швидкість реакції. Крім того, подвоєння концентрації\(\ce{B}\) поодинці також подвоїло б швидкість. Закон норми повинен відображати залежність швидкості від обох реагентів.

\[\text{rate} = k \left[ \ce{A} \right] \left[ \ce{B} \right]\nonumber \]

Ця реакція, як кажуть, є першим порядком стосовно\(\ce{A}\) і першим порядком щодо\(\ce{B}\). Загалом, це реакція другого порядку. Закон швидкості і порядок реакції повинні бути визначені експериментальним шляхом.

Резюме

Реакція першого порядку - це реакція, при якій швидкість пропорційна концентрації тільки одного реагенту.
У міру протікання реакції першого порядку швидкість реакції зменшується, оскільки концентрація реагенту зменшується (див. Малюнок нижче).