Ordinea reacției
În chimie , ordinea de reacție în raport cu un reactant este exponentul la care concentrația reactantului în ecuația cinetică este ridicată. [1]
Studiul cineticii chimice a unei reacții constă în principal în determinarea experimentală a ecuației sale cinetice, o lege care leagă viteza de reacție de concentrația molară a unuia sau mai multor reactanți mari la un exponent care nu coincide neapărat cu coeficientul stoichiometric corespunzător a reacției globale.
Determinarea ordinul experimental unei reacții în ceea ce privește reactanții și produsele sale pot da indicații pentru înțelegerea mecanismului .
Definiție
Având o reacție generică (directă sau ireversibilă):
- aA + bB → cC + dD
legea cinetică este de tipul:
k este o constantă pozitivă numită constanta de viteză a reacției, și reprezintă viteza inițială a reacției când reactanții au o concentrație unitară; m și n sunt exponenții nu neapărat egal cu a și b. Valoarea lui k, în ciuda numelui, nu este constantă și variază în funcție de temperatura sistemului.
Ordinea globală de reacție este definită ca suma m cu n:
Ordinea parțială a reacției, se face referire la o singură specie reacționând, este definită ca exponent care însoțește speciile avute în vedere în legea cinetică:
Reacții directe de ordin zero
Reacțiile de ordin zero sunt acele reacții a căror viteză este independentă de concentrația reactanților. Acesta nu este un comportament neobișnuit.
Legea cinetică este:
Reacții directe de ordinul întâi
Reacțiile de ordinul întâi sunt acele reacții a căror viteză depinde de concentrația unui singur reactant ridicat la un exponent egal cu 1.
Viteza instantanee a reacției globale coincide cu viteza instantanee de reacție a lui A, reactantul care scade treptat. Atunci este asta . Prin urmare:
Să schimb ordinea termenilor în scopul de a aplica metoda de separare variabile :
integrarea între și t generică vom avea:
și rezolvarea integralei:
Reacții directe de ordinul doi
Reacțiile de ordinul doi sunt acele reacții a căror viteză depinde de concentrația unuia sau mai multor reactanți astfel încât suma exponenților să fie egală cu 2.
Viteza instantanee a reacției globale coincide cu viteza instantanee de reacție a lui A, reactantul care scade treptat. Atunci este asta . Prin urmare:
Să schimb ordinea termenilor în scopul de a aplica metoda de separare variabile :
integrarea între și t generică vom avea:
Rezolvând integralul obținem:
Reacții directe de ordinul N
Reacțiile de ordinul N (N pozitive diferite de zero, întregi sau semi-întregi și diferite de 1) sunt acele reacții a căror viteză depinde de concentrația unuia sau mai multor reactanți în așa fel încât suma exponenților să fie egală cu N.
Legea cinetică este:
Viteza instantanee a reacției globale coincide cu viteza instantanee de reacție a lui A, reactantul care scade treptat. Atunci este asta . Prin urmare:
Să schimb ordinea termenilor în scopul de a aplica metoda de separare variabile :
integrarea între și t generică vom avea:
Din integrare obținem:
Notă
- ^(EN) IUPAC aur de carte, "ordinea de reacție"
Bibliografie
- Paolo Silvestroni, Bazele chimiei , 10 ed., CEA, 1996, pp. 353 -355, ISBN 88-408-0998-8 .