Rozdíl mezi reakcemi prvního a druhého řádu

klíčový rozdíl mezi reakcemi prvního a druhého řádu je to rychlost reakcí prvního řádu závisí na první síle koncentrace reaktantu v rovnici rychlosti, zatímco rychlost reakcí druhého řádu závisí na druhém výkonu koncentračního členu v rovnici rychlosti.

Pořadí reakce je součet sil, na které se koncentrace reaktantů zvyšují v rovnici rychlostního práva. Podle této definice existuje několik forem reakcí; reakce nulového řádu (tyto reakce nezávisí na koncentraci reakčních složek), reakce prvního řádu a reakce druhého řádu.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co jsou reakce prvního řádu
3. Jaké jsou reakce druhého řádu
4. Porovnání vedle sebe - reakce prvního a druhého řádu v tabulkové formě
5. Shrnutí

Co jsou reakce prvního řádu?

Reakce prvního řádu jsou chemické reakce, jejichž rychlost reakce závisí na molární koncentraci jednoho z reakčních složek, které se účastní reakce. Proto podle výše uvedené definice pro pořadí reakcí bude součet sil, na které jsou koncentrace reaktantů zvyšovány v rovnici rychlostního zákona, vždy 1. Může se jednat buď o jeden reaktant, který se účastní těchto reakcí. Potom koncentrace tohoto reakčního činidla určuje rychlost reakce. Ale někdy se těchto reakcí účastní více než jeden reaktant, pak jeden z těchto reaktantů určí rychlost reakce.

Uvažujme příklad, abychom pochopili tento koncept. Při rozkladné reakci N₂Ó₅, tvoří NE₂ a O₂ plyny jako produkty. Protože má pouze jeden reaktant, můžeme napsat reakci a rychlostní rovnici následujícím způsobem.

2N₂Ó_{5 (g)}     → 4NO_{2 (g)}    +    Ó_{2 (g)}

Hodnocení = k [N₂Ó_{5 (g)}]^m

Zde k je rychlostní konstanta pro tuto reakci a m je pořadí reakce. Z experimentálních stanovení je tedy hodnota m rovna 1. Jedná se tedy o reakci prvního řádu.

Jaké jsou reakce druhého řádu?

Reakce druhého řádu jsou chemické reakce, jejichž rychlost reakce závisí na molární koncentraci dvou reaktantů nebo na druhé síle jednoho reaktantu, který se podílí na reakci. Proto podle výše uvedené definice pro pořadí reakce bude součet sil, na které jsou koncentrace reaktantů zvyšovány v rovnici rychlostního zákona, vždy 2. Pokud existují dva reaktanty, rychlost reakce bude záviset na první energii koncentrace každé reakční složky.

Obrázek 01: Graf porovnávající dva typy pořadí reakcí s použitím jejich reakční doby a koncentrace reaktantu.

Zvýšíme-li koncentraci reaktantu dvakrát (pokud jsou v reakční rovnici dva reaktanty), pak se rychlost reakce zvyšuje čtyřikrát. Uvažujme například následující reakci.

2A → P

Zde A je reaktant a P je produkt. Pak, pokud se jedná o reakci druhého řádu, je rychlostní rovnice pro tuto reakci následující.

Hodnotit = k [A]²

Ale pro reakci se dvěma různými reaktanty, jako je následující;

A + B → P

Hodnotit = k [A]¹[B]¹

Jaký je rozdíl mezi reakcemi prvního a druhého řádu?

Reakce prvního řádu jsou chemické reakce, jejichž rychlost reakce závisí na molární koncentraci jednoho z reakčních složek, které se účastní reakce. Pokud tedy zvýšíme koncentraci reakčního činidla dvakrát, rychlost reakce se zvýší dvakrát. Reakce druhého řádu jsou chemické reakce, jejichž rychlost reakce závisí na molární koncentraci dvou reaktantů nebo na druhé síle jednoho reaktantu, který se podílí na reakci. Pokud tedy zvýšíme koncentraci reaktantu dvakrát, rychlost reakce se zvýší 4x. Níže uvedený infographic představuje rozdíl mezi reakcemi prvního a druhého řádu v tabulkové formě.

Shrnutí - reakce první a druhé objednávky

Podle pořadí reakce existují tři hlavní typy reakcí; reakce nulového řádu, prvního řádu a druhého řádu. Klíčový rozdíl mezi reakcemi prvního a druhého řádu je, že rychlost reakce prvního řádu závisí na první síle koncentrace reaktantu v rovnici rychlosti, zatímco rychlost reakce druhého řádu závisí na druhé síle koncentračního termínu v rychlostní rovnice.

Odkaz:

1. Libretexty. "Metody stanovení pořadí reakce." Chemistry LibreTexts, Libretexts, 5. června 2017. K dispozici zde