Come classificare gli ordini di reazione chimica mediante cinetica
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Le reazioni chimiche possono essere classificate in base alla cinetica di reazione, allo studio dei tassi di reazione.
La teoria cinetica afferma che minuscole particelle di tutta la materia sono in costante movimento e che la temperatura di una sostanza dipende dalla velocità di questo moto. L'aumento del movimento è accompagnato da un aumento della temperatura.
La forma di reazione generale è:
aA + bB → cC + dD
Le reazioni sono classificate come reazioni di ordine zero, di primo ordine, di secondo ordine o di ordine misto (ordine superiore).
Takeaway chiave: ordini di reazione in chimica
- Alle reazioni chimiche possono essere assegnati ordini di reazione che descrivono la loro cinetica.
- I tipi di ordini sono di ordine zero, primo ordine, secondo ordine o misto.
- Una reazione di ordine zero procede a velocità costante. Una velocità di reazione del primo ordine dipende dalla concentrazione di uno dei reagenti. Una velocità di reazione del secondo ordine è proporzionale al quadrato della concentrazione di un reagente o al prodotto della concentrazione di due reagenti.
Reazioni di ordine zero
Le reazioni di ordine zero (dove ordine = 0) hanno un tasso costante. La velocità di una reazione di ordine zero è costante e indipendente dalla concentrazione di reagenti. Questa velocità è indipendente dalla concentrazione dei reagenti. La legge sui tassi è:
rate = k, con k che ha le unità di M / sec.
Reazioni del Primo Ordine
Una reazione del primo ordine (dove ordine = 1) ha una velocità proporzionale alla concentrazione di uno dei reagenti. La velocità di una reazione del primo ordine è proporzionale alla concentrazione di un reagente. Un esempio comune di reazione del primo ordine è il decadimento radioattivo, il processo spontaneo attraverso il quale un nucleo atomico instabile si rompe in frammenti più piccoli e più stabili. La legge sui tassi è:
rate = k [A] (o B invece di A), con k che ha le unità di sec-1
Reazioni del secondo ordine
Una reazione del secondo ordine (dove ordine = 2) ha una velocità proporzionale alla concentrazione del quadrato di un singolo reagente o al prodotto della concentrazione di due reagenti. La formula è:
rate = k [A]2 (o sostituire B per A o k moltiplicato per la concentrazione di A per la concentrazione di B), con le unità della costante di velocità M-1secondo-1
Reazioni di ordine misto o di ordine superiore
Le reazioni di ordine misto hanno un ordine frazionario per la loro velocità, come ad esempio:
rate = k [A]1/3
Fattori che influenzano il tasso di reazione
La cinetica chimica prevede che la velocità di una reazione chimica sarà aumentata da fattori che aumentano l'energia cinetica dei reagenti (fino a un certo punto), portando all'aumentata probabilità che i reagenti interagiscano tra loro. Allo stesso modo, ci si può aspettare che fattori che riducono la probabilità che i reagenti si scontrino tra loro riducano la velocità di reazione. I principali fattori che influenzano la velocità di reazione sono:
- La concentrazione di reagenti: una concentrazione più elevata di reagenti porta a più collisioni per unità di tempo, il che porta ad un aumento della velocità di reazione (ad eccezione delle reazioni di ordine zero)
- Temperatura: di solito, un aumento della temperatura è accompagnato da un aumento della velocità di reazione.
- La presenza di catalizzatori: i catalizzatori (come gli enzimi) riducono l'energia di attivazione di una reazione chimica e aumentano la velocità di una reazione chimica senza essere consumati nel processo.
- Lo stato fisico dei reagenti: i reagenti nella stessa fase possono entrare in contatto tramite l'azione termica, ma l'area superficiale e l'agitazione influenzano le reazioni tra reagenti in fasi diverse.
- Pressione: per le reazioni che coinvolgono gas, l'aumento della pressione aumenta le collisioni tra i reagenti, aumentando la velocità di reazione.
Mentre la cinetica chimica può prevedere la velocità di una reazione chimica, non determina in che misura si verifica la reazione.
