قوانین نرخ یکپارچه ابزار ضروری در شیمی است که توصیف می کند که چگونه تمرکز واکنش دهندگان در طول زمان تغییر می کند، آنها برای تجزیه و تحلیل واکنش های شیمیایی دنیای واقعی استفاده می شوند، کمک به دانشمندان برای تعیین مکانیسم های واکنش و نرخ های واکنش.این مقاله نمونه ها و محاسبات مربوط به استفاده از قوانین نرخ یکپارچه در سناریوهای عملی را فراهم می کند.

واکنش های اولیه-Orders

در یک واکنش سفارش اول، نرخ به طور خطی به تمرکز یک واکنش دهنده واحد بستگی دارد.قانون نرخ یکپارچه بیان می شود:

[[ویرایش] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۲] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۳] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۳] [۱] [۱] [۱] [۳] [۱] [۱] [۱] [۱]

در جایی که غلظت اولیه است، [A] غلظت در زمان t است و k ثابت است، به عنوان مثال، اگر یک واکنش دارای ثابت نرخ ثابت 0.03 دقیقه -1 و غلظت اولیه 0.5 M باشد، غلظت پس از 20 دقیقه می تواند محاسبه شود.

استفاده از فرمول:

ln [A] = 0.033 × 20 + ln 0.5

ln [A] = 0.6 + (-0.693)

[A] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

واکنش های دوم-Order

برای واکنش هایی که نرخ بستگی به مربع غلظت واکنش گرا دارد، قانون نرخ یکپارچه این است:

[[۱] [۱]/۱] = kt + ۱/۱ [۱]

فرض کنید غلظت اولیه 0.2M است و ثابت نرخ 0.1 M-1-min-1 است.

1/ [A] = 0.1 × 15 + 1/0.2

1/ [A] = 1.5 + 5 = 6.5

[A] = 1 / 6.5 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

کاربرد در سناریوهای واقعی جهان

قوانین نرخ یکپارچه در صنایع مختلف مانند داروها، علوم زیست محیطی و تولید شیمیایی استفاده می شود.آنها به بهینه سازی شرایط واکنش، بهبود بازده و اطمینان از ایمنی کمک می کنند.

به عنوان مثال، در سنتز مواد مخدر، درک دستور واکنش به شیمیدانان اجازه می دهد تا زمان واکنش و دمای را کنترل کنند تا تولید محصول را به حداکثر برسانند در حالی که به حداقل رساندن زباله ها می رسد.

دانلود بازی Key Points

  • واکنش های سفارش اول رابطه خطی با ln [A] را دنبال می کنند.
  • واکنش های سفارش دوم شامل تمرکز متقابل است.
  • محاسبه ها به پیش بینی غلظت در زمان های خاص کمک می کنند.
  • استفاده از این قوانین باعث بهبود کارایی و ایمنی فرآیند می شود.