Reakcija reda: koncept, vrste

V kemični kinetiki je ena izmed pomembnih nalog določiti reakcijo reakcije. Čeprav je ta vrednost tudi formalna, omogoča najboljši način, da odraža eksperimentalno odvisnost hitrosti kakršne koli reakcije na koncentracijo. Praviloma, da bi našli reakcijsko hitrost, se uporabijo koncentracije začetnih spojin, odvzete v stopinjah, ki ustrezajo njihovim stehiometričnim koeficientom. Ampak to velja samo za zelo preproste reakcije.

Vrstni red kemijske reakcije nad snovjo je vrednost stopnje n, v kateri koncentracija te spojine vstopi v formulo za iskanje eksperimentalno dobljene hitrosti reakcije. Toda splošni red je vsota vseh naročil za snovi: n = n₁ + n₂. Vrednosti n₁ in n₂ ustrezajo stehiometričnim koeficientom v enačbah enostopenjskih reakcij. Dejansko imajo lahko pozitivne ali negativne vrednosti, celo število ali delno število.

Na primer, za interakcijsko enačbo H₂+ Iota-₂ -> 2HIota-, kar ustreza formuli za določanje hitrosti v = kC_HC_Jaz, naročila za snovi so n_H= 1 in n_Jaz= 1, je splošni red reakcije n = n_H+n_Jaz= 1 + 1 = 2.

Zerotski red

Nekatere reakcije imajo ničelni reakcijski reakcijski signal. Koncentracije izhodnih spojin praviloma ne vplivajo. To se zgodi v naslednjih primerih:

• če se kateri koli izhodiščni material vzame v znatnem presežku;
• če je hitrost regulirana z energijo aktivacije molekul, ki sodelujejo v reakciji, na primer pri fotosintezi.

Kot primer, upoštevajte reakcijo etil acetata z vodo, t.j. njegovo umiljenje.

CEA-₃SOOS₂Eta-₅ + Eta-₂O -> Ceta-₃COOta- + C₂Eta-₅OH

Ker je medsebojna topnost začetnih snovi zelo majhna, je njihova glavna masa v različnih fazah. Kadar je eter porabljen v kemični reakciji, nov del tega pride pravočasno iz etrske plasti, kar pomeni, da njegova koncentracija v raztopini ne zmanjša.

Reakcije prvega reda

Takšno medsebojno delovanje snovi lahko pogojno zapišemo z enačbo: A -> B. Primer je razgradnja dimetil etra:

CEA-₃OSEta-₃-> CEa-₄+Eta-₂+CO

Za katero je hitrost reakcije definirana kot v = kC_C2H6O. V tem primeru je vrstni red snovi in ​​vsota nalog je enak in so enaki eni.

Praktična vrednost za reakcije prvega reda ima čas (tau-) določanja določene koncentracije C, če je začetna koncentracija C_o, kot tudi razpolovno dobo tau-_1/2, to je čas, v katerem ima polovica začetnega materiala čas za reagiranje.

Reakcije drugega reda

Takšne reakcije vključujejo reakcije, kot so A + B -> izdelki. Primer je zgoraj omenjena reakcija za proizvodnjo vodikovega jodida ali alkalno saponifikacijo etil acetata:

CEA-₃SOOS₂H₅ + Ota-- -> CH₃СОО- + С₂H₅Ota-, v = kC_C4H8O2C_OH-.

Tudi (k) je drugi vrstni red ločen reakcije razkroja tip: 2A -> izdelki. Primeri vključujejo naslednje:

• 2NOCl-> 2NO + Cl₂, v = kC²_NOCl.
• 2O_{3 ->} 3O₂, v = kC²_O3.
• 2NO₂ -> 2NO + O2, v = kC²_NO2.

Kasnejše reakcije

Reakcije treh in naslednjih naročil so manj pogoste kot prejšnje različice. To je posledica majhne verjetnosti hkratnega pojavljanja v prostoru treh ali več delcev. Kljub temu je primer takšnih interakcij lahko tvorba dušikovega dioksida in ogljika iz njihovih monoksidov:

• 2NOmicron- + Omicron-₂→ 2NOmicron-₂, v = kC²_NEC_O2.
• 2CO + O₂→ 2SO₂, v = kC²_COC_O2.

Za takšne reakcije obstaja tudi odvisnost koncentracij reagenta v času njegovega poteka. Formule za iskanje obdobja polprevodništva in konstant hitrosti reakcij so poenotene z vnosom indeksa n, ki je enak reda teh istih reakcij.

Molekularnost reakcije

Ni treba zmešati reda reakcije s svojo molekularnostjo, ki je natančno določena s številom molekul, ki opravljajo dejanje kemične transformacije. Za razliko od reda, ki je določen eksperimentalno, ima molekularna narava kemične reakcije teoretično podlago. Če želite to ugotoviti, morate razumeti bistvo procesa, natančno, kako molekule medsebojno vplivajo, skozi katere stopnje prenosa preidejo.

Obstaja več razlogov, zakaj reakcija in molekularnost ne sovpadata z enako reakcijo:

• če je eden od reagentov prevelik, kot je bilo že omenjeno;
• za mnoge heterogene reakcije se lahko vrstni red med njihovim izvajanjem spremeni, še posebej, če se pogoji za njihov prehod spremenijo;
• katalitične reakcije imajo večstopenjski mehanizem, katerega bistvo vedno ne odraža stehiometrična enačba;
• pri kompleksnih večstopenjskih reakcijah na skupno vrednost hitrosti lahko vpliva le ena od vmesnih vrednosti, kar bo posledično določilo vrstni red celotne transformacije.

Monomolekularne reakcije vključujejo razgradnjo molekul:

Jaz₂ -> 2I

Pri bimolekularnih reakcijah se pojavita dve molekuli. In to so lahko molekule različnih snovi in ​​enako:

H₂+ Iota-₂ -> 2HΙ

Trimolekularno se nanaša na takšne reakcije, za izvajanje katerih so potrebne tri molekule začetnih snovi:

2NOmicron- + H₂ -> N₂Omicron- + H₂O podjetju

H₂ + O podjetju₂ -> 2H₂O podjetju