כיצד לסווג הזמנות לתגובות כימיות באמצעות קינטיקה

ניתן לסווג תגובות כימיות על סמך התגובה שלהם קינטיקההמחקר של שיעורי התגובה.

התיאוריה הקינטית קובעת שחלקיקים דקים מכל החומר נמצאים בתנועה מתמדת וכי הטמפרטורה של חומר תלויה במהירות של תנועה זו. תנועה מוגברת מלווה בעלייה בטמפרטורה.

צורת התגובה הכללית היא:

aA + bB → cC + dD

התגובות מסווגות כתגובות מסדר אפס, מסדר ראשון, מסדר שני, או מעורבות בסדר גודל שני.

מסירות מפתח: הזמנות תגובה בכימיה

לתגובות של סדר אפס (כאשר סדר = 0) יש קצב קבוע. קצב התגובה בסדר האפס קבוע ובלתי תלוי בריכוז המגיבים. קצב זה אינו תלוי בריכוז המגיבים. חוק התעריף הוא:

rate = k, עם k שיש ליחידות של M / sec.

לתגובה מסדר ראשון (כאשר הסדר = 1) יש שיעור פרופורציונלי לריכוז של אחד המגיבים. קצב התגובה ממדרגה ראשונה פרופורציונלי לריכוז של מגיב אחד. דוגמא נפוצה לתגובה ממדרגה ראשונה היא

rate = k [A] (או B במקום A), כאשר ל- k יש יחידות של sec^-1

לתגובה מסדר שני (כאשר הסדר = 2) יש שיעור פרופורציונלי לריכוז הריבוע של מגיב בודד או לתוצר של הריכוז של שני מגיבים. הנוסחה היא:

rate = k [A]² (או תחליף B ל- A או k מוכפל בריכוז A כפול ריכוז B), כאשר יחידות הקצב קבועות M^-1שניות^-1

לתגובות של סדר מעורב יש סדר חלקי לשיעורן, כגון:

rate = k [A]^1/3

הקינטיקה הכימית מנבאת כי קצב התגובה הכימית יעלה על ידי גורמים המגדילים את הקינטית אנרגיה של המגיבים (עד לנקודה מסוימת), מה שמוביל לסבירות מוגברת שהגיבורים יפעלו עם כל אחד מהם אחר. באופן דומה, צפויים גורמים המפחיתים את הסיכוי להתנגשות זה עם זה, להוריד את קצב התגובה. הגורמים העיקריים המשפיעים על קצב התגובה הם:

• ריכוז המגיבים: ריכוז גבוה יותר של מגיבים מביא ליותר התנגשויות בכל זמן ליחידה, מה שמוביל לעלייה בקצב התגובה (למעט תגובות בסדר אפס.)
• טמפרטורה: בדרך כלל, עלייה בטמפרטורה מלווה בעלייה בקצב התגובה.
• הנוכחות של זרזים: זרזים (כמו אנזימים) מורידים את אנרגיית ההפעלה של תגובה כימית ומגבירים את קצב התגובה הכימית מבלי שנצרך בתהליך.
• המצב הפיזי של המגיבים: מגיבים באותו שלב עשויים לבוא במגע באמצעות פעולה תרמית, אך שטח הפנים והתסיסה משפיעים על התגובות בין המגיבים בשלבים שונים.
• לחץ: לתגובות הכרוכות בגזים, העלאת הלחץ מעלה את ההתנגשויות בין המגיבים, מגדילה את קצב התגובה.

אמנם קינטיקה כימית יכולה לחזות את קצב התגובה הכימית, אך היא אינה קובעת את מידת התגובה של התגובה.