Kemialliset reaktiot voidaan luokitella niiden reaktioiden perusteella kinetiikka, reaktionopeuksien tutkimus.
Kineettinen teoria väittää, että kaiken aineen pienpartikkelit ovat jatkuvassa liikkeessä ja että aineen lämpötila riippuu tämän liikkeen nopeudesta. Lisääntyneeseen liikkeeseen liittyy kohonnut lämpötila.
Yleinen reaktiomuoto on:
aA + bB → cC + dD
Reaktiot luokitellaan nollajärjestyksen, ensimmäisen asteen, toisen asteen tai sekoitetun (korkeamman asteen) reaktioiksi.
Key Takeaways: Reaktiomääräykset kemiassa
- Kemiallisille reaktioille voidaan osoittaa reaktiojärjestykset, jotka kuvaavat niiden kinetiikkaa.
- Tilaustyypit ovat nolla, ensimmäisen ja toisen, tai sekoitettu.
- Nollajärjestyksen reaktio etenee vakiona. Ensimmäisen asteen reaktionopeus riippuu yhden reagenssin pitoisuudesta. Toisen kertaluvun reaktionopeus on verrannollinen reagenssin tai kahden reagenssin konsentraation tuotteen neliön pitoisuuteen.
Nollajärjestyksen reaktiot
Nollajärjestysreaktioilla (joissa järjestys = 0) on vakioaste. Nollajärjestyksen reaktionopeus on vakio ja riippumaton reagenssien pitoisuuksista. Tämä nopeus on riippumaton reagenssien pitoisuuksista. Verolaki on:
nopeus = k, kun k: n yksiköt ovat M / s.
Ensimmäisen asteen reaktiot
Ensimmäisen asteen reaktiolla (missä järjestys = 1) on nopeus, joka on verrannollinen yhden reagenssin pitoisuuteen. Ensimmäisen asteen reaktionopeus on verrannollinen yhden reagenssin pitoisuuteen. Yleinen esimerkki ensimmäisen asteen reaktiosta on radioaktiivinen hajoaminen, spontaani prosessi, jonka läpi epävakaa atomin ydin hajoaa pienempiin, vakaampiin palasiksi. Verolaki on:
nopeus = k [A] (tai B sijaan A), kun k: lla on sekunnin yksiköt-1
Toisen asteen reaktiot
Toisen kertaluvun reaktiolla (missä järjestys = 2) on nopeus, joka on verrannollinen yksittäisen reagenssin neliöpitoisuuteen tai kahden reagenssin konsentraation tuotteen pitoisuuteen. Kaava on:
korko = k [A]2 (tai korvaa B A: lle tai k: lle kerrottuna pitoisuudella A ja B: n pitoisuudella) nopeusvakion M yksiköillä-1sec-1
Sekalaiset tai korkeamman asteen reaktiot
Sekajärjestysreaktioilla on jaksoittainen järjestys niiden nopeudelle, kuten:
korko = k [A]1/3
Reaktionopeuteen vaikuttavat tekijät
Kemiallinen kinetiikka ennustaa, että kinetiikkaa lisäävät tekijät lisäävät kemiallisen reaktion nopeutta reagenssien energia (pisteeseen saakka), mikä lisää todennäköisyyttä, että reagenssit ovat vuorovaikutuksessa kunkin kanssa muut. Samoin tekijöiden, jotka vähentävät reagenssien mahdollisuutta törmää toisiinsa, voidaan odottaa laskevan reaktionopeutta. Tärkeimmät reaktionopeuteen vaikuttavat tekijät ovat:
- Reagoivien aineiden konsentraatio: Reagenssien korkeampi konsentraatio johtaa useampaan törmäykseen yksikköaikaa kohti, mikä johtaa lisääntyneeseen reaktionopeuteen (paitsi nollajärjestyksen reaktioihin).
- Lämpötila: Lämpötilan nousuun liittyy yleensä reaktionopeuden nousu.
- Läsnäolo katalyyttejä: Katalyytit (kuten entsyymit) alentavat kemiallisen reaktion aktivointienergiaa ja lisäävät kemiallisen reaktion nopeutta kuluttamatta sitä prosessissa.
- Reagenssien fysikaalinen tila: Samassa vaiheessa olevat reagenssit voivat joutua kosketuksiin lämpövaikutuksen kautta, mutta pinta-ala ja sekoitus vaikuttavat reagoivien aineiden välisiin reaktioihin eri vaiheissa.
- Paine: Kaasuihin liittyvissä reaktioissa paineen nostaminen lisää reagenssien välisiä törmäyksiä lisäämällä reaktionopeutta.
Vaikka kemiallinen kinetiikka voi ennustaa kemiallisen reaktion nopeuden, se ei määritä reaktion tapahtumisen laajuutta.