La vitesse de réaction de toute réaction donnée est la vitesse à laquelle les composants s'engagent dans la réaction spécifique, formant un nouveau résultat (composé ou précipité, par exemple). L'ordre de la réaction, d'autre part, est le coefficient appliqué à chaque composant dans le calcul de la vitesse de réaction. La loi de vitesse est l'expression mathématique de la vitesse de réaction, et cela peut prendre plusieurs formes: taux moyen dans le temps, taux instantané à tout point spécifique, et taux initial de réaction.

TL; DR (trop long) L'ordre de réaction doit être déterminé expérimentalement en utilisant les concentrations initiales de composants et les tests pour voir comment un changement de concentration ou de pression affecte la production du produit résultant.

La vitesse de réaction peut rester stable ou varier avec le temps, et elle peut être affectée par les concentrations de chaque composant ou par seulement un ou deux. Ces concentrations peuvent varier avec le temps au fur et à mesure que la réaction se poursuit, de sorte que la vitesse de réaction change et que la vitesse de changement elle-même change. La vitesse de réaction peut également changer en fonction d'autres facteurs plus obscurs tels que la surface disponible pour le réactif, qui peut également changer avec le temps.

L'ordre de la réaction

Quand la vitesse de réaction varie directement avec la concentration d'un composant, on dit qu'il s'agit d'une réaction de premier ordre. En termes simples, la taille du feu dépend de la quantité de bois que vous y mettez. Lorsque la vitesse de réaction varie avec la concentration de deux composants, il s'agit d'une réaction de second ordre. Mathématiquement, "la somme des exposants dans la loi de vitesse est égale à deux."

Quelle réaction de l'ordre zéro signifie

Quand le taux de réaction ne varie pas en fonction de la concentration de aucun des réactifs du tout, il est dit être une réaction zéro ou zéro ordre. Dans ce cas, la vitesse de réaction pour toute réaction spécifique est simplement égale à la constante de vitesse, représentée par k
. Une réaction d'ordre zéro est exprimée sous la forme r
= k, où r
est le taux de réaction et k est le taux constant. Lorsqu'elle est représentée graphiquement en fonction du temps, la ligne indiquant la présence des réactifs descend en ligne droite et la ligne indiquant la présence du produit remonte en ligne droite. La pente de la ligne varie avec la réaction spécifique, mais le taux de déclinaison de A (où A est une composante) est égal au taux d'augmentation de C (où C est le produit). Un autre plus Le terme spécifique est la pseudo-réaction d'ordre zéro parce que ce n'est pas un modèle parfait. Lorsque la concentration d'un composant devient nulle à travers la réaction elle-même, la réaction cesse. Juste avant ce point, le taux se comporte plus comme une réaction typique de premier ou de second ordre. C'est un cas inhabituel mais non rare de cinétique, habituellement provoqué par une condition artificielle ou autrement atypique, telle qu'une prépondérance écrasante d'une composante ou, de l'autre côté de l'équation, une rareté artificielle d'une composante différente. Pensez à un cas dans lequel une grande partie d'un certain composant est présent mais pas disponible pour la réaction parce qu'il présente une surface spécifique limitée pour la réaction.

Trouver l'ordre de réaction et la constante de fréquence

loi de taux k
doit être déterminée par l'expérience. L'élaboration du taux de réaction est simple; c'est du monde réel, pas de l'algèbre. Si la concentration des composants initiaux diminue linéairement avec le temps ou si la concentration du produit augmente linéairement avec le temps, alors vous avez une réaction d'ordre zéro. Si ce n'est pas le cas, vous avez des maths à faire.

Expérimentalement, vous déterminez k
en utilisant vos concentrations initiales ou pressions de composants, pas la moyenne, comme la présence du produit résultant en temps continue peut affecter le taux de réaction. Ensuite, vous réexécutez l'expérience, en changeant la concentration initiale de A ou B, et observez le changement, le cas échéant, dans le taux de production résultant de C, le produit. S'il n'y a pas de changement, vous avez une réaction d'ordre zéro. Si le taux varie directement avec la concentration de A, vous avez une réaction de premier ordre. Si cela varie avec le carré de A, vous avez une réaction de second ordre, et ainsi de suite.

Il y a une bonne vidéo explicative sur YouTube.

Avec un peu de temps en laboratoire, deviendra évident si vous avez une loi de taux zéro, première, seconde ou plus compliquée. Utilisez toujours des débits initiaux de composants pour vos calculs, et dans deux ou trois variantes (doublant puis triplant la pression d'un composant donné, par exemple), vous comprendrez clairement de quoi il s'agit.