Wissenschaft

Klassifizierung chemischer Reaktionsordnungen mithilfe der Kinetik

Chemische Reaktionen können auf der Grundlage ihrer Reaktion klassifiziert werden  Kinetik. die Untersuchung von Reaktionsgeschwindigkeiten.

Die kinetische Theorie besagt, dass winzige Teilchen aller Materie in ständiger Bewegung sind und dass die Temperatur einer Substanz von der Geschwindigkeit dieser Bewegung abhängt. Eine erhöhte Bewegung geht mit einer erhöhten Temperatur einher.

Die allgemeine Reaktionsform ist:

aA + bB → cC + dD

Reaktionen werden in Reaktionen nullter Ordnung, erster Ordnung, zweiter Ordnung oder gemischter Ordnung (höherer Ordnung) eingeteilt.

Wichtige Erkenntnisse: Reaktionsordnungen in der Chemie

  • Chemischen Reaktionen können Reaktionsreihenfolgen zugewiesen werden, die ihre Kinetik beschreiben.
  • Die Arten von Aufträgen sind nullter Ordnung, erster Ordnung, zweiter Ordnung oder gemischter Ordnung.
  • Eine Reaktion nullter Ordnung verläuft mit konstanter Geschwindigkeit. Eine Reaktionsgeschwindigkeit erster Ordnung hängt von der Konzentration eines der Reaktanten ab. Eine Reaktionsgeschwindigkeit zweiter Ordnung ist proportional zum Quadrat der Konzentration eines Reaktanten oder zum Produkt der Konzentration zweier Reaktanten.

Reaktionen nullter Ordnung

Reaktionen nullter Ordnung (wobei Ordnung=0 ist) haben eine konstante Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit einer Reaktion nullter Ordnung ist konstant und unabhängig von der Konzentration der Reaktanten. Diese Geschwindigkeit ist unabhängig von der Konzentration der Reaktanten. Das Tarifgesetz lautet:

Rate=k, wobei k die Einheiten von M / s hat.

Reaktionen erster Ordnung

Eine Reaktion erster Ordnung (wobei Ordnung=1 ist) hat eine Geschwindigkeit, die proportional zur Konzentration eines der Reaktanten ist. Die Geschwindigkeit einer Reaktion erster Ordnung ist proportional zur Konzentration eines Reaktanten. Ein häufiges Beispiel für eine Reaktion erster Ordnung ist der  radioaktive Zerfall. der spontane Prozess, bei dem ein instabiler  Atomkern  in kleinere, stabilere Fragmente zerfällt. Das Tarifgesetz lautet:

rate=k [A] (oder B anstelle von A), wobei k die Einheiten von sec -1 hat

Reaktionen zweiter Ordnung

Eine Reaktion zweiter Ordnung (wobei Ordnung=2 ist) hat eine Geschwindigkeit, die proportional zur Konzentration des Quadrats eines einzelnen Reaktanten oder des Produkts der Konzentration zweier Reaktanten ist. Die Formel lautet:

rate=k [A] 2 (oder ersetze A oder k durch B multipliziert mit der Konzentration von A mal der Konzentration von B) mit den Einheiten der Geschwindigkeitskonstante M -1 sec -1

Reaktionen gemischter oder höherer Ordnung

Reaktionen gemischter Ordnung haben eine gebrochene Ordnung für ihre Geschwindigkeit, wie z.

Rate=k [A] 1/3

Faktoren, die die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen

Die chemische Kinetik sagt voraus, dass die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion durch Faktoren erhöht wird, die die kinetische Energie der Reaktanten (bis zu einem gewissen Punkt) erhöhen, was zu einer erhöhten Wahrscheinlichkeit führt, dass die Reaktanten miteinander interagieren. In ähnlicher Weise kann erwartet werden, dass Faktoren, die die Wahrscheinlichkeit verringern, dass Reaktanten miteinander kollidieren, die Reaktionsgeschwindigkeit senken. Die Hauptfaktoren, die die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen, sind:

  • Die Konzentration der Reaktanten: Eine höhere Konzentration der Reaktanten führt zu mehr Kollisionen pro Zeiteinheit, was zu einer erhöhten Reaktionsgeschwindigkeit führt (mit Ausnahme von Reaktionen nullter Ordnung).
  • Temperatur: Normalerweise geht ein Temperaturanstieg mit einem Anstieg der Reaktionsgeschwindigkeit einher.
  • Das Vorhandensein von Katalysatoren. Katalysatoren (wie Enzyme) senken die Aktivierungsenergie einer chemischen Reaktion und erhöhen die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion, ohne dabei verbraucht zu werden. 
  • Der physikalische Zustand der Reaktanten: Reaktanten in derselben Phase können durch thermische Einwirkung in Kontakt kommen, aber Oberfläche und Bewegung beeinflussen die Reaktionen zwischen Reaktanten in verschiedenen Phasen.
  • Druck: Bei Reaktionen mit Gasen erhöht ein Druckanstieg die Kollisionen zwischen den Reaktanten und erhöht die Reaktionsgeschwindigkeit.

Während die chemische Kinetik die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion vorhersagen kann, bestimmt sie nicht das Ausmaß, in dem die Reaktion stattfindet.

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