Równanie kinetyczne – rząd reakcji

We wcześniejszym artykule pokazywałem Ci w jaki sposób można obliczyć szybkość reakcji. Wystarczy podzielić zmianę stężenia przez czas i otrzymamy tym samym szybkość , więcej czyt. tutaj https://fizyka-kursy.pl/blog/szybkosc-reakcji-chemicznej

To nie jest jedyna metoda obliczenia szybkości reakcji. Można to jeszcze zrobić za pomocą równania kinetycznego.

Może najpierw zacznę od wzoru ogólnego, a potem wszystko omówię, co z czego wynika i z czym to się je.

Ten znaczek, który wygląda jak liczba „pi” który jest między „k” a stężeniem to jest znaczek iloczynu, czyli mnożenia. Powiedzmy, że mamy do czynienia z następującym wzorem ogólnym reakcji chemicznej:

2A+3B+C=4D

 Równanie kinetyczne do takiej reakcji wygląda w następujący sposób:  

Iloczyn właśnie mówi o tym, że należy wymnożyć ze sobą stężenia wszystkich substratów. Stężenia produktów nie wprowadzamy do równania kinetycznego. Następnie każdy z substratów podnosimy do odpowiedniej potęgi, a dodatkowo wszystko jeszcze mnożymy razy „k”,  czyli razy stałą szybkość reakcji. A co to są te wykładniki potęg? Jak zsumujemy je wszystkie, czyli m+n+o=X  to otrzymamy całkowity rząd reakcji, który nazwiemy sobie jako X.

Teraz uwaga ,  napiszę coś bardzo ważnego!

W szkole średniej często mówiło się, że wykładniki potęg w równaniu kinetycznym, czyli nasze „m”, „n” oraz „o” są to współczynniki stechiometryczne z reakcji. Gdyby tak było to w naszym przypadku (odnosząc to do reakcji chemicznej, którą napisałem powyżej) „m” musiałoby być równe 2, n=3  natomiast o=1. Od razu chcę to zdementować. Czasami rzeczywiście tak jest, ale znacznie częściej nie ma to żadnego znaczenia. Dlatego lepiej po prostu o tamtej zasadzie zapomnieć. 

Jeszcze kilka słów o stałej „k”. Jest to wielkość stała niezależna od stężenia tylko od reakcji (to czy mamy do czynienia z reakcją 0, I, II lub jakiegoś innego rzędu). Stała szybkości lub inaczej mówiąc współczynnik proporcjonalności jest również zależna od temperatury.

Tak więc mamy do dyspozycji 2 metody, za pomocą których możemy obliczyć szybkość reakcji. Oczywiście obie metody muszą dawać dokładnie taki sam wynik.