Reaksjonshastighet

Kjerneideen

Reaksjonshastighet beskriver hvor raskt sammensetningen endres med tiden. For en balansert reaksjon normaliseres endringshastigheten med de støkiometriske koeffisientene slik at samme reaksjonshastighet fås fra alle reaktanter og produkter.

Hvorfor det er viktig

Kinetikk kobler målbare konsentrasjonsendringer til molekylære mekanismer. Hastighetslover, temperaturavhengighet og katalysatoreffekter kan avsløre hvilke trinn som styrer den observerte hastigheten.

Kjerneidé

Reaksjonshastighet

Kjerneidé

Støkiometrien knytter artsrater til én reaksjonshastighet

for aA + bB → cC + dD: v = −(1/a)d[A]/dt = −(1/b)d[B]/dt = (1/c)d[C]/dt = (1/d)d[D]/dt

Når to partikler av én art forbrukes for hver partikkel av en annen art som dannes, får konsentrasjonene ulike numeriske helninger. Divisjon med den støkiometriske koeffisienten gir én konsistent reaksjonshastighet.

Veiledet eksempel

Eksempel · nedbrytning av N₂O₅

For 2 N₂O₅ → 4 NO₂ + O₂ forsvinner N₂O₅ med 0,020 mol L⁻¹ s⁻¹. Da er v = 0,020/2 = 0,010 mol L⁻¹ s⁻¹. O₂ dannes med 0,010 og NO₂ med 0,040 mol L⁻¹ s⁻¹.

Øvelse

Fra artshastighet til reaksjonshastighet

For N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃ forsvinner H₂ med 0,030 mol L⁻¹ s⁻¹. Beregn reaksjonshastigheten og dannelseshastigheten til NH₃.

Kontroller svaret

v = 0,030/3 = 0,010 mol L⁻¹ s⁻¹. NH₃ dannes med 2v = 0,020 mol L⁻¹ s⁻¹.

Husk

I en hastighetslov som v = k[A]^m[B]^n er m og n eksperimentelle reaksjonsordener. De trenger ikke være de samme som koeffisientene i totalreaksjonen.

Enheten til k avhenger av total reaksjonsorden. Enhetskontroll er derfor en nyttig test på om en foreslått hastighetslov er konsistent.