Kemian reaktiot luokitellaan sen mukaan, miten niiden nopeus riippuu reaktanttien pitoisuudesta. Nollan, ensimmäisen ja toisen asteen reaktioiden ymmärtäminen auttaa ennustamaan reaktion käyttäytymistä ja suunnittelemaan kemiallisia prosesseja.

Nollatilausreaktiot

Nollatilausreaktioissa nopeus on riippumaton reaktanttien pitoisuudesta. Reaktionopeus pysyy muuttumattomana ajan mittaan, mikä johtaa reaktanttipitoisuuden lineaariseen laskuun.

Nollatilausreaktioiden korkolaki ilmaistaan seuraavasti:

]Rate = k

jossa k[ on korkovakio. k[:n yksiköt ovat tyypillisesti pitoisuuksia/aikaa, kuten mol/(L·s).

Ensimmäisen tilauksen reaktiot

Ensimmäisen kertaluvun reaktiot riippuvat lineaarisesti yhden reaktantin pitoisuudesta. Reaktanttipitoisuuden pieneneessä reaktionopeus pienenee suhteessa.

Verokantalaki ilmaistaan seuraavasti:

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

jossa [A] on reaktantti A:n pitoisuus. k:n yksiköt ovat tyypillisesti 1/aika, kuten s-1[].

Toisen tilauksen vaikutukset

Toisen asteen reaktiot riippuvat yhden reaktantin pitoisuuden neliöstä tai kahden reaktantin konsentraation tuotteesta. Nopeus vähenee nopeammin, kun reaktanttipitoisuudet pienenevät.

Korkolaki voidaan kirjoittaa seuraavasti:

[LLT:0]]Rate = k [A][[[LLT:1]]]2[[LLT:2]][[[LLT:4]]] tai [[LLT:4]]Rate = k [A][B][[[LLT:5]]]]

k-yksikön yksiköt ovat tyypillisesti L/(mol·s).

Vastausmääräysten soveltaminen

Reaktion järjestyksen tunteminen auttaa reaktioaikojen laskemisessa ja reaktorien suunnittelussa. Se auttaa myös ymmärtämään, miten muutokset pitoisuudessa vaikuttavat nopeuteen.

  • Määritä reaktiomekanismi
  • Laske puoliintumisaika
  • Kemiallisten reaktorien suunnittelu
  • Ennusteet pitoisuuksien muutoksista ajan mittaan