Comprendre les lois sur les taux
* Loi des taux: Une loi sur la vitesse exprime la relation entre la vitesse d'une réaction et les concentrations des réactifs. Il a la forme générale:
Taux =k [a] ^ m [b] ^ n
* Taux: Le changement de concentration d'un réactif ou d'un produit au fil du temps.
* k: La constante de vitesse, une constante de proportionnalité spécifique à la réaction à une température donnée.
* [a], [b]: Concentrations de réactifs.
* m, n: Ordres de réaction, qui sont des exposants déterminés expérimentalement qui montrent comment la vitesse change par rapport à la concentration de chaque réactif.
Méthodes pour déterminer la constante de vitesse (k)
1. Méthode des taux initiaux:
* expérimentalement: Effectuer plusieurs expériences avec différentes concentrations initiales de réactifs.
* Mesurez le taux initial: Déterminez la vitesse de la réaction au tout début (quand le temps =0).
* Analyser les données:
* Si vous doublez la concentration d'un réactif et que le taux initial double, l'ordre par rapport à ce réactif est 1.
* Si vous doublez la concentration d'un réactif et le taux initial quadruples, l'ordre par rapport à ce réactif est 2.
* Si le taux initial ne change pas lorsque vous modifiez la concentration d'un réactif, l'ordre par rapport à ce réactif est 0.
* Branchez les valeurs sur la loi de taux: Une fois que vous connaissez les ordres de réaction (m, n), utilisez l'équation de la loi de vitesse et les données de l'une de vos expériences à résoudre pour «K».
2. Loi de taux intégrée:
* Dérivation: La loi sur les taux intégrée est dérivée de la loi sur les taux différentiels. Il relie la concentration au temps.
* Formulaires: La loi de taux intégrée spécifique dépend de l'ordre de la réaction:
* Zeroth Order: [A] =-kt + [a] ₀
* Première commande: ln [a] =-kt + ln [a] ₀
* Deuxième ordre: 1 / [a] =kt + 1 / [a] ₀
* expérimentalement: Mesurez la concentration d'un réactif dans le temps.
* tracer les données: Tracez la fonction appropriée de la concentration (par exemple, Ln [A] pour le premier ordre) en fonction du temps. La pente de la ligne sera égale à -k (ou k en fonction de la forme de l'équation).
Remarques importantes:
* Dépendance à la température: La constante de vitesse dépend fortement de la température. L'équation d'Arrhenius décrit cette relation:k =a * exp (-ea / rt), où a est le facteur pré-exponentiel, EA est l'énergie d'activation, R est la constante de gaz et t est la température à Kelvin.
* unités de k: Les unités de la constante de vitesse dépendent de l'ordre global de la réaction. Par exemple, une constante de taux de premier ordre a des unités de S⁻¹.
Exemple:
Disons que la loi de vitesse pour une réaction est:rate =k [a] [b] ²
Pour trouver «K», vous devrez:
1. Déterminez l'ordre de la réaction: Effectuer des expériences avec différentes concentrations de A et B et mesurer les taux initiaux. Cela vous donnera les valeurs de m et n.
2. Choisissez une expérience: Choisissez une expérience où vous connaissez les concentrations initiales de A et B, et le taux initial.
3. Branchez les valeurs sur la loi de taux: Remplacez les valeurs dans l'équation:taux =k [a] [b] ² et résolvez pour «k».
Faites-moi savoir si vous souhaitez un exemple plus spécifique ou si vous souhaitez résoudre un problème particulier!
