Tieto siitä, miten laskea nopeusvakiot monimutkaisissa reaktioissa on olennaista kemian prosessien parissa työskenteleville insinööreille. Tässä artikkelissa annetaan vaihe vaiheelta esimerkkejä prosessin selkeyttämisestä ja käytännön sovellustaitojen parantamisesta.

Ratevakioiden perusteet

Special constant, joka on merkitty k, on suhteellisuustekijä reaktion nopeuslaissa. Se liittyy reaktion nopeuteen reaktion pitoisuuksien kanssa. Yksinkertaisten reaktioiden osalta laskenta k[ on suoraviivaista, mutta monimutkaiset reaktiot vaativat yksityiskohtaisempaa analyysia.

Esimerkki 1: Bimolekulaarinen reaktio

Harkitse reaktiota, kun A ja B yhdistyvät muodostamaan tuotteita: []A + B → Tuotteet[.

[LUOTTO:0]]Rate = k [A][B][[[LUT:1]]]

Jos alkupitoisuudet ovat [A] = 0,5 M, [B] = 0,3 M ja mitattu alkunopeus on 0,045 M/s, nopeusvakio lasketaan seuraavasti:

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

Esimerkki 2: Kompleksinen reaktio monivaiheisiin

Reaktioiden, joihin liittyy useita vaiheita, yleinen korko laki riippuu nopeuden määräävä vaihe. Oletetaan reaktion etenee kautta:

Vaihe 1: A . B (nopea tasapaino)

Vaihe 2: B + C → D (hitaus, nopeus määräävä vaihe)

Verolaki perustuu hitaaseen vaiheeseen:

]Rate = k2 [B][C][]

Koska [B] on tasapainossa [A]:n kanssa, se voidaan ilmaista seuraavasti:

[B] = Keq [A][]

Korkolain mukaan:

]Rate = k2 Keq [A][C][]

Yhteenveto laskentavaiheista

  • Määritetään kokonaisreaktio ja sen mekanismi.
  • Määritä nopeus määräävä vaihe.
  • Kirjoita rastin mukaan asianmukainen korkolaki.
  • Käytä kokeellisia tietoja ratkaistaksesi nopeusvakion.