Ključna razlika – Vrstni red reakcije proti molekularnosti
Kemične reakcije so spremembe, ki se zgodijo v kemičnih spojinah. Privede do pretvorbe ene kemične snovi v drugo. Začetne spojine, ki so podvržene kemijski reakciji, imenujemo reaktanti. Kar dobimo ob zaključku reakcije, so produkti. Vrstni red reakcije je podan glede na snov; lahko je glede na reaktant, produkt ali katalizator. Vrstni red reakcije glede na snov je eksponent, do katerega se poveča njena koncentracija v enačbi hitrosti. Molekularnost kemijskih reakcij izraža, koliko molekul reaktantov je vključenih v reakcijo. Ključna razlika med vrstnim redom reakcije in molekularnostjo je, da vrstni red reakcije daje razmerje med koncentracijo kemične vrste in reakcijo, ki ji je podvržena, medtem ko molekularnost kaže, koliko molekul reaktantov je vključenih v reakcijo.
Kaj je vrstni red reakcije
Vrstni red reakcije glede na snov je eksponent, do katerega se poveča njena koncentracija v enačbi hitrosti. Da bi razumeli ta koncept, bi morali najprej vedeti, kaj je pravo obrestne mere.
Rate Law
Zakon hitrosti kaže, da je hitrost napredovanja kemijske reakcije (pri konstantni temperaturi) sorazmerna s koncentracijami reaktantov, povečanih na eksponente, ki so določeni eksperimentalno. Ti eksponenti so znani kot vrstni red teh koncentracij. Poglejmo primer.
2N2O5 ↔ 4 NE2 + O 2
Za zgornjo reakcijo je enačba zakona hitrosti podana spodaj.
Rate=k.[N2O5]x
V zgornji enačbi je k konstanta sorazmernosti, ki je znana kot konstanta hitrosti. Je konstanta pri stalni temperaturi. Oklepaji se uporabljajo za izražanje, da gre za koncentracijo reaktanta. Simbol x je vrstni red reakcije glede na reaktant. Vrednost x je treba določiti eksperimentalno. Za to reakcijo je bilo ugotovljeno, da je x=1. Tukaj lahko vidimo, da vrstni red reakcije ni enak stehiometriji reakcije. Toda v nekaterih reakcijah je vrstni red reakcije lahko enak stehiometriji.
Za reakcijo, ki ima dva ali več reaktantov, lahko enačbo hitrostnega zakona zapišemo kot spodaj.
A + B + C ↔ P
Rate=k.[A]a[B]b[C]c
a, b in c so vrstni red reakcije glede na reaktante A, B in C. Za tovrstne enačbe hitrosti (ki imajo več vrst reakcij) je vsota vrst reakcij podana kot skupni vrstni red reakcije.
Skupni vrstni red=a + b + c
Slika 1: Hitrost reakcij prvega reda in reakcij drugega reda
Glede na vrstni red reakcij ločimo več vrst reakcij:
- Reakcije ničelnega reda (vrstni red reakcije je nič glede na kateri koli uporabljeni reaktant. Zato hitrost reakcije ni odvisna od koncentracij uporabljenih reaktantov.)
- Reakcije prvega reda (hitrost je sorazmerna s koncentracijo enega reaktanta)
- Reakcije drugega reda (hitrost reakcije je sorazmerna s kvadratom koncentracije reaktanta ali zmnožkom koncentracij dveh reaktantov)
Kaj je molekularnost
Molekularnost reakcije je število molekul ali ionov, ki sodelujejo v reakciji kot reaktanti. Še pomembneje je, da so obravnavani reaktanti tisti, ki sodelujejo v koraku določanja hitrosti celotne reakcije. Korak, ki določa hitrost reakcije, je najpočasnejši korak celotne reakcije. To je zato, ker najpočasnejši korak reakcije določa hitrost reakcije.
Slika 2: Unimolekularna reakcija
Molekularnost je lahko različnih vrst:
- Enomolekularne reakcije imajo eno reaktantno molekulo (ali ion)
- Bimolekularne reakcije imajo dva reaktanta (dva reaktanta sta lahko iz iste ali različnih spojin)
- Trimolekulske reakcije imajo tri reaktante.
Kakšna je razlika med vrstnim redom reakcije in molekularnostjo?
Vrstni red reakcije v primerjavi z molekularnostjo |
|
| Vrstni red reakcije glede na snov je eksponent, do katerega se dvigne njena koncentracija v enačbi hitrosti. | Molekularnost reakcije je število molekul ali ionov, ki sodelujejo v reakciji kot reaktanti. |
| Odnos z reaktanti | |
| Vrstni red reakcije pojasnjuje, kako koncentracija reaktantov vpliva na hitrost reakcije. | Molekularnost podaja število reaktantov, ki sodelujejo v reakciji. |
Povzetek – Vrstni red reakcije proti molekularnosti
Zakon hitrosti kaže, da je hitrost napredovanja kemijske reakcije (pri konstantni temperaturi) sorazmerna s koncentracijami reaktantov, povečanimi na eksponente, ki so določeni eksperimentalno. Vrstni red reakcije je podan glede na reaktant. Pojasnjuje odvisnost hitrosti reakcije od koncentracije reaktantov. Ključna razlika med vrstnim redom reakcije in molekularnostjo je, da vrstni red reakcije daje razmerje med koncentracijo kemične vrste in reakcijo, ki ji je podvržena, medtem ko molekularnost izraža, koliko molekul reaktantov je vključenih v reakcijo.
