Chemiazbzad2

Przykład

N,i|ii'. iownanic kinetyczne i określ r/.ędowość oraz cząslcczkowosc icnkcji dla procesu jcdnoclapowcgo opisanego następującym równaniem steeliiomelrye/nym:

H₂ + I₂ — 2 HI

Ko/.wią/aiiic

Kównanie kinetyczne ma postać:

v = k • [H₂] • [I₂]

K/nd reakcji równa się sumie wykładników potęg, czyli jest to reakcja II rzędu. Ponieważ i 11• si ona jednoetapowa, jej cząsteczkowość zgadza się z rzędowością i wynosi 2.

Pr/ykład

W pewnej chwili zachodzenia reakcji:

2 NO + O,

szybkość zaniku NO była równa 0,002 -^mo^

^J    A

zaniku O, i szybkość tworzenia N0₂. Ko/wiązanie

mol

dnf • s

— 2 NO,

Oblicz, jaka była w tym momencie szybkość

I >nnc:

'n< i

Szukane:

dni • s

o,

- 9

W = •

I kiok. I Istalcnie zależności pomiędzy szybkościami zaniku i tworzenia poszczególnych reagentów.

2 NO + 0₂

2 mole 1 mol

2 NO,

2 mole

/ iownania stechiometrycznego wynika, że ubytek 2 moli NO pociąga za sobą powstanie ż moli N(),, czyli stężenie NO maleje tak samo szybko, jak przyrasta stężenie N0₂. Zatem szybkość zaniku NO jest taka sama, jak szybkość powstawania N0₂:

^VNO ^{= V}N0₂

Podobnie ubytek 2 moli NO pociąga za sobą ubytek 1 mola 0₂, czyli stężenie NO maleje ’ i azy szybciej niż stężenie tlenu. Zatem szybkość zaniku NO jest 2 razy większa niż szyb-i kosę zaniku C)₂:

^vNO ~ 2 V₀,

’ krok. ()bliczenie szybkości zaniku i tworzenia poszczególnych reagentów.

I Skoro r_N() r’_NO,, to u_Nq₂ — 0,002 — -

dna • s

0.001

i'd

Skoro \’_N() 2 v_()i, to v₀₂ ⁼ 0,5 • v_NO mol

I \

dm -s

mol dm³ • s

< )<l|>owiedż: Szybkość zaniku O, wynosi 0,001

icsl Kiwną 0,002 ”7--.

dm -s

, natomiast szybkość tworzenia NO,

fteakcje I rzędu

Szybkość reakcji I rzędu zależy od stężenia jednego substratu w potędze pierwszej, czyli dla reakcji:

A —* produkty v = k • [A]

lesli chcemy wiedzieć, jak zmienia się stężenie substratu w czasie przebiegu reakcji, ko i zyslamy z zależności (ln - logarytm naturalny):

\n- = k-t C

im Izie (to stężenie początkowe substratu wyrażone w dowolnych jednostkach,

< stężenie substratu po czasie t wyrażone w takich samych jednostkach co C„,

i czas trwania reakcji,

A stała szybkości reakcji -—

czas

Irdnostka stałej szybkości reakcji powinna być uzgodniona z jednostką czasu badanego eks peiymcntu. Oznacza to, że jeśli t podajemy w sekundach, to w mianowniku jednostki k mu m leż być sekunda; jeśli t podajemy w dniach, to w mianowniku jednostki k musi też być dzieli.

C

C=C₀-£f*'

1'iawdziwe są również analogiczne wzory, opisujące zmianę masy lub liczby moli substra

tu podczas przebiegu reakcji:	, ^mo , ln —- = k-t
i po przekształceniach:	m
	m = mQ • e~^h
i n az:	\n — = k-t
	n
	n = «„• e~^kl

gdzie ///,, to początkowa masa substratu, ni masa substratu po czasie t, n_tl początkowa liczba moli substratu, n liczba moli substratu po czasie t, i czas trwania reakcji,

A stała szybkości reakcji,

< liczba w przybliżeniu równa 2,7IM28...

\by określić trwałość związku, podaje się często jego czas półtrwania (czas połowicznego lo/.padu) oznaczany przez / , czyli czas, po którym pozostaje połowa początkowej ilość i substratu. ( zas pokiwania w reakcji I rzędu jest stały i wiąże się ze stalą szybkości icakc |i następującą zależnością:

/

h)2

A A

t