Ključna razlika med reakcijami prvega in drugega reda je, da je hitrost reakcij prvega reda odvisna od prve stopnje koncentracije reaktanta v enačbi hitrosti, medtem ko je hitrost reakcij drugega reda odvisna od druge stopnje koncentracije člen v enačbi stopnje.
Vrstni red reakcije je vsota potenc, do katerih so povišane koncentracije reaktantov v enačbi zakona hitrosti. Po tej definiciji obstaja več oblik reakcij; reakcije ničelnega reda (te reakcije niso odvisne od koncentracije reaktantov), reakcije prvega reda in reakcije drugega reda.
Kaj so reakcije prvega naročila?
Reakcije prvega reda so kemijske reakcije, pri katerih je hitrost reakcije odvisna od molske koncentracije enega od reaktantov, ki sodelujejo v reakciji. Zato bo v skladu z zgornjo definicijo za vrstni red reakcije vsota potenc, na katere se povečajo koncentracije reaktantov v enačbi zakona o hitrosti, vedno enaka 1. V teh reakcijah lahko sodeluje en sam reaktant. Nato koncentracija tega reaktanta določa hitrost reakcije. Toda včasih je v teh reakcijah več kot en reaktant, potem bo eden od teh reaktantov določil hitrost reakcije.
Razmislimo o primeru, da bi razumeli ta koncept. Pri reakciji razgradnje N2O5 tvori NO2 in O 2 plini kot produkti. Ker ima samo en reaktant, lahko reakcijo in enačbo hitrosti zapišemo takole.
2N2O5(g) → 4NO2(g) + O 2(g)
Rate=k[N2O5(g)]m
Tukaj je k konstanta hitrosti te reakcije in m je vrstni red reakcije. Zato je iz eksperimentalnih določitev vrednost m enaka 1. To je torej reakcija prvega reda.
Kaj so reakcije drugega reda?
Reakcije drugega reda so kemične reakcije, pri katerih je hitrost reakcije odvisna od molske koncentracije dveh reaktantov ali druge stopnje enega reaktanta, ki sodeluje v reakciji. Zato bo v skladu z zgornjo definicijo za vrstni red reakcije vsota potenc, na katere se povečajo koncentracije reaktantov v enačbi zakona o hitrosti, vedno 2. Če sta reaktanta dva, bo hitrost reakcije odvisna od prve potence koncentracije vsakega reaktanta.
Slika 01: Graf, ki primerja dve vrsti vrstnega reda reakcije z uporabo njunega reakcijskega časa in koncentracije reaktanta.
Če povečamo koncentracijo reaktanta za 2-krat (če sta v enačbi hitrosti dva reaktanta), se hitrost reakcije poveča za 4-krat. Na primer, razmislimo o naslednji reakciji.
2A → P
Tukaj je A reaktant in P produkt. Če je to reakcija drugega reda, je enačba hitrosti za to reakcijo naslednja.
Rate=k[A]2
Toda za reakcijo z dvema različnima reaktantoma, kot sledi;
A + B → P
Rate=k[A]1[B]1
Kakšna je razlika med reakcijami prvega in drugega reda?
Reakcije prvega reda so kemijske reakcije, pri katerih je hitrost reakcije odvisna od molske koncentracije enega od reaktantov, ki sodelujejo v reakciji. Če torej povečamo koncentracijo reaktanta za 2-krat, se hitrost reakcije poveča za 2-krat. Reakcije drugega reda so kemijske reakcije, pri katerih je hitrost reakcije odvisna od molske koncentracije dveh reaktantov ali druge moči enega reaktanta, ki sodeluje v reakciji. Torej, če povečamo koncentracijo reaktanta za 2-krat, se hitrost reakcije poveča za 4-krat. Spodnja infografika prikazuje razliko med reakcijami prvega in drugega reda v obliki tabele.
Povzetek – reakcije prvega proti drugemu redu
Obstajajo tri glavne vrste reakcij glede na vrstni red reakcije; reakcije ničelnega, prvega in drugega reda. Ključna razlika med reakcijami prvega in drugega reda je, da je hitrost reakcije prvega reda odvisna od prve stopnje koncentracije reaktanta v enačbi hitrosti, medtem ko je hitrost reakcije drugega reda odvisna od druge stopnje koncentracije v enačbi stopnja enačbe.
