Η κατανόηση του τρόπου υπολογισμού των σταθερών των ρυθμών στις σύνθετες αντιδράσεις είναι απαραίτητη για τους μηχανικούς που εργάζονται με χημικές διαδικασίες.

Βασικές τιμές των σταθερών τιμών

Η σταθερά του ρυθμού, που υποδηλώνει k, είναι ένας παράγοντας αναλογικότητας στο νόμο του ρυθμού μιας αντίδρασης. Συνδέει το ποσοστό αντίδρασης με τις συγκεντρώσεις των αντιδραστικών. Για απλές αντιδράσεις, ο υπολογισμός k είναι ευθύς, αλλά οι σύνθετες αντιδράσεις απαιτούν πιο λεπτομερή ανάλυση.

Παράδειγμα 1: Διμοριακή αντίδραση

Εξετάστε μια αντίδραση όπου Α και Β συνδυάζονται για να σχηματίσουν προϊόντα: A + B → Προϊόντα. Ο νόμος περί συντελεστών είναι:

Rate = k [A][B]

Εάν οι αρχικές συγκεντρώσεις είναι [A] = 0, 5 M, [B] = 0,3 M, και ο μετρούμενος αρχικός ρυθμός είναι 0,045 M/s, τότε η σταθερά ρυθμού υπολογίζεται ως:

k = Ρυθμός / ([A][B]) = 0,045 / (0,5 × 0,3) = 0,3 M-1]s-1]

Παράδειγμα 2: Σύνθετη αντίδραση με πολλαπλά βήματα

Για αντιδράσεις που περιλαμβάνουν πολλαπλά βήματα, ο νόμος για το συνολικό ποσοστό εξαρτάται από το βήμα καθορισμού των ποσοστών.

Βήμα 1: A ⁇ B (γρήγορη ισορροπία)

Βήμα 2: B + C → D (αργό, ρυθμο-καθοριστικό βήμα)

Ο νόμος για τα ποσοστά βασίζεται στο αργό βήμα:

Rate = k2 [B][C]

Δεδομένου ότι [B] βρίσκεται σε ισορροπία με [A], μπορεί να εκφραστεί ως:

[B] = Keq [A]

Η αντικατάσταση του νόμου περί συντελεστών δίνει:

Rate = k2 Keq [A][C]]

Περίληψη των Βημάτων υπολογισμού

  • Προσδιορίστε τη συνολική αντίδραση και τον μηχανισμό της.
  • Καθορίστε το βήμα καθορισμού των ποσοστών.
  • Γράψτε το κατάλληλο νόμο για το ποσοστό βάσει του βήματος.
  • Χρησιμοποιήστε πειραματικά δεδομένα για να λύσετε για τη σταθερά ταχύτητας.