Sisältö
- TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
- Hetkellinen vs. keskiarvo
- Korkojen stökiometrinen riippuvuus
- Positiivinen reaktioaste
- Reaktionopeuden oletukset
- Reaktionopeuden numeerinen laskenta
- Graafinen nopeuden laskenta
Kemiallisten aineiden reaktionopeus vaihtelee suuresti. Kynsi voi kestää vuosia ruosteessa, kun taas räjähteet räjähtävät sekunnin tuhannesosissa. Yleensä reaktionopeuteen sisältyy aineen pitoisuuden muutos tietyn ajanjakson aikana. Lasket reaktionopeuden jakamalla pitoisuuden muutos kuluneella ajanjaksolla. Voit myös määrittää reaktionopeuden graafisesti etsimällä pitoisuuskäyrän kaltevuuden.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Kemiallisen reaktion nopeuden laskemiseksi jaa kuluneiden tai tuotettujen aineiden moolit sekuntien lukumäärällä, jonka reaktio suoritti loppuun.
Hetkellinen vs. keskiarvo
Reaktionopeus voi muuttua ajan myötä. Esimerkiksi kun reagenssi on käytetty, sen nopeus tyypillisesti laskee. Joten sinun on tehtävä ero hetkellisen reaktionopeuden, toisin sanoen tietyn hetkellisen nopeuden, ja keskimääräisen nopeuden välillä, joka määrää nopeuden reaktion aikana.
Korkojen stökiometrinen riippuvuus
Eri tuotteiden ja reagenssien reaktionopeudet riippuvat toisistaan reaktion stoikiometrian mukaan. Kun määrität yhden aineen nopeuden reaktiossa, muiden aineiden nopeuksien löytäminen on yksinkertaisesti kysymys kerrottamalla moolisuhteet tunnetun aineen nopeudella. Harkitse esimerkiksi metaanin palamista:
CH4 +202 → CO2 + 2H2O
Reaktio kuluttaa kaksi moolia happea kutakin metaanimoolia kohti ja tuottaa yhden moolin hiilidioksidia ja kaksi vettä. Hapen reaktionopeus on kaksinkertainen metaanin, mutta CO: n reaktionopeus2 on sama kuin metaanilla.
Positiivinen reaktioaste
Reaktionopeuden tulisi aina olla positiivinen luku. Kun lasket tuotteen reaktionopeutta, positiivinen nopeus tulee luonnollisesti, koska aineen pitoisuus kasvaa ajan myötä. Mutta sinun on kerrottava reagenssin laskelma negatiivisella (-1), jotta se tulee positiiviseksi, koska reagenssin pitoisuus laskee ajan myötä.
Reaktionopeuden oletukset
Muutamat erilaiset ympäristötekijät voivat muuttaa reaktion nopeutta, mukaan lukien lämpötila, paine ja katalysaattorien läsnäolo. Sinun on oltava tietoinen näistä tekijöistä suorittaessaan nopeuslaskelmia. Normaalin lämpötilan ja paineen (STP) olosuhteissa voidaan olettaa, että reaktio tapahtui huoneenlämpötilassa ja normaalissa ilmanpaineessa.
Reaktionopeuden numeerinen laskenta
Voit ilmaista reaktionopeudet yksikköinä moolia litrassa sekunnissa tai moolia × L-1 × s-1. Reaktionopeuden laskemiseksi jaa yksinkertaisesti reaktiossa tuotetun tai kuluneen aineen moolit ja jaa sekunteilla reaktioajalla.
Esimerkiksi 0,2 moolia suolahappoa 1 litrassa vettä reagoi 0,2 moolin natriumhydroksidin kanssa muodostaen vettä ja natriumkloridia. Reaktio kestää 15 sekuntia. Laset suolahapon reaktionopeuden seuraavasti:
.2 moolia HCl ÷ 1 L = .2 moolia litrassa (mol × L-1 ).
0,2 moolia litrassa ÷ 15 sekuntia = 0,0133 mol × L-1 × s-1.
Graafinen nopeuden laskenta
Voit mitata ja kirjata tuotteen tai reagenssin pitoisuus reaktion aikana. Nämä tiedot tuottavat tyypillisesti käyrän, joka laskee reagenssien kohdalla ja kasvaa tuotteiden osalta. Jos löydät tangentin viivan mistä tahansa käyrän kohdasta, kyseisen viivan kaltevuus on kyseisen ajankohdan ja kyseisen aineen hetkellinen nopeus.