Η βασική διαφορά μεταξύ της έκφρασης ρυθμού και του νόμου ρυθμού είναι ότι η έκφραση ρυθμού δίνει τον ρυθμό εμφάνισης ή εξαφάνισης προϊόντων ή αντιδρώντων, ενώ ο νόμος ρυθμού δίνει τη σχέση μεταξύ ταχύτητας και συγκέντρωσης ή πίεσης των αντιδρώντων.
Όταν ένα ή περισσότερα αντιδρώντα μετατρέπονται σε προϊόντα, ενδέχεται να υποστούν διαφορετικές τροποποιήσεις και αλλαγές ενέργειας. Οι χημικοί δεσμοί στα αντιδρώντα σπάνε και σχηματίζονται νέοι δεσμοί για τη δημιουργία προϊόντων που είναι εντελώς διαφορετικά από τα αντιδρώντα. Αυτή η χημική τροποποίηση είναι γνωστή ως χημικές αντιδράσεις. Η έκφραση του ρυθμού και ο νόμος του ρυθμού είναι σημαντικές χημικές έννοιες που μπορούμε να περιγράψουμε στις χημικές αντιδράσεις.
Τι είναι η έκφραση ποσοστού;
Η έκφραση του ρυθμού είναι ο τρόπος αναπαράστασης της αλλαγής στη συγκέντρωση του αντιδρώντος κατά τη διάρκεια της αντίδρασης. Μπορούμε να δώσουμε αυτήν την έκφραση χρησιμοποιώντας οποιοδήποτε από τα αντιδρώντα και προϊόντα της αντίδρασης. Όταν δίνουμε την έκφραση του ρυθμού σε σχέση με τα αντιδρώντα, θα πρέπει να χρησιμοποιούμε ένα πρόσημο μείον επειδή, κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, η ποσότητα του αντιδρώντος μειώνεται με το χρόνο. Κατά τη σύνταξη της έκφρασης ποσοστού χρησιμοποιώντας προϊόντα, χρησιμοποιείται το σύμβολο συν επειδή ο αριθμός των προϊόντων αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου.
Επιπλέον, θα πρέπει να λάβουμε υπόψη τις στοιχειομετρικές σχέσεις όταν δίνουμε την έκφραση του ρυθμού για να εξισώσουμε όλη την έκφραση ρυθμού που δίνεται με οποιονδήποτε τρόπο. Για παράδειγμα, ας εξετάσουμε την ακόλουθη χημική αντίδραση και τις εκφράσεις ταχύτητας που μπορούμε να δώσουμε για αυτήν·
2X + 3Y ⟶ 5Z
Οι παρακάτω εκφράσεις ταχύτητας είναι δυνατές για την παραπάνω αντίδραση:
Τι είναι ο νόμος των επιτοκίων;
Ο νόμος του ρυθμού είναι η μαθηματική έκφραση του ρυθμού μιας αντίδρασης που περιλαμβάνει τη σχέση μεταξύ της ταχύτητας των αντιδρώντων και της ταχύτητας του προϊόντος. Μπορούμε να προσδιορίσουμε αυτά τα μαθηματικά δεδομένα πειραματικά και μπορούμε επίσης να επαληθεύσουμε τη σχέση. Υπάρχουν δύο βασικοί τρόποι με τους οποίους μπορούμε να γράψουμε έναν νόμο για τα ποσοστά. νόμος διαφορικού επιτοκίου και νόμος ολοκληρωμένου επιτοκίου.
Νόμος διαφορικού ποσοστού
Ο νόμος διαφορικού ρυθμού είναι ο τρόπος έκφρασης του ρυθμού αντίδρασης χρησιμοποιώντας την αλλαγή στη συγκέντρωση ενός ή περισσότερων αντιδρώντων. Εδώ, λαμβάνουμε υπόψη τη μεταβολή της συγκέντρωσης των αντιδρώντων σε μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο. Ονομάζουμε αυτό το χρονικό διάστημα ως Δt. Μπορούμε να ονομάσουμε τη μεταβολή της συγκέντρωσης του αντιδρώντος "R" ως Δ[R]. Ας εξετάσουμε ένα παράδειγμα για να κατανοήσουμε πώς να γράψουμε έναν νόμο διαφορικού ποσοστού. Για μια αντίδραση στην οποία το αντιδρών «Α» αποσυντίθεται για να δώσει τα προϊόντα και k είναι η σταθερά ταχύτητας ενώ n είναι η τάξη αυτής της αντίδρασης, τότε η εξίσωση για αυτόν τον ρυθμό είναι η εξής:
A ⟶ προϊόντα
Ο νόμος διαφορικού ποσοστού έχει ως εξής:
Ολοκληρωμένος νόμος επιτοκίου
Ο νόμος του ολοκληρωμένου ρυθμού είναι ο τρόπος έκφρασης του ρυθμού αντίδρασης σε συνάρτηση με το χρόνο. Μπορούμε να λάβουμε αυτήν την έκφραση χρησιμοποιώντας νόμο διαφορικού ποσοστού μέσω της ολοκλήρωσης του νόμου διαφορικού ποσοστού. Μπορούμε να λάβουμε αυτόν τον ολοκληρωμένο νόμο επιτοκίων και από ένα συνηθισμένο επιτόκιο.
Για παράδειγμα, για τα προϊόντα αντίδρασης A ⟶, ο νόμος του συνήθους ρυθμού είναι ο ακόλουθος:
Rate (r)=k[A]
όπου k είναι η σταθερά ταχύτητας και [A] είναι η συγκέντρωση του αντιδρώντος Α. Αν λάβουμε υπόψη ένα μικρό χρονικό διάστημα, μπορούμε να γράψουμε την παραπάνω εξίσωση ως εξής:
Εδώ χρησιμοποιούμε το σύμβολο μείον (–) επειδή το Α είναι το αντιδρών και με την αύξηση του χρόνου, η συγκέντρωση του Α μειώνεται. Τότε μπορούμε να πάρουμε μια σχέση ως εξής συνδυάζοντας τις παραπάνω δύο εξισώσεις·
Για μια πολύ μικρή αλλαγή στη συγκέντρωση των αντιδρώντων σε ένα πολύ μικρό χρονικό διάστημα, μπορούμε να γράψουμε την εξίσωση ως εξής·
Ή
Στη συνέχεια, ενσωματώνοντας αυτήν την εξίσωση, μπορούμε να λάβουμε την ακόλουθη σχέση:
ln[A]=-kt + σταθερά
Επομένως, όταν ο χρόνος είναι μηδέν ή t=0, ln[A] είναι η αρχική συγκέντρωση του αντιδραστηρίου Α (μπορούμε να το δώσουμε ως [A]0) αφού στο t=0, –kt=0 άρα ln[A]0=σταθερά. Για μια αντίδραση πρώτης τάξης, ο νόμος του ολοκληρωμένου ρυθμού είναι,
ln[A]=ln[A]0 – kt
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της έκφρασης ποσοστού και του νόμου ποσοστού;
Η έκφραση του ρυθμού και ο ρυθμός aw είναι δύο τρόποι παροχής λεπτομερειών σχετικά με τον ρυθμό μιας αντίδρασης. Η βασική διαφορά μεταξύ της έκφρασης ρυθμού και του νόμου ρυθμού είναι ότι η έκφραση ρυθμού δίνει τον ρυθμό εμφάνισης ή εξαφάνισης προϊόντων ή αντιδρώντων, ενώ ο νόμος ρυθμού δίνει τη σχέση μεταξύ ταχύτητας και συγκέντρωσης ή πίεσης των αντιδρώντων.
Το παρακάτω infographic συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ της έκφρασης ποσοστού και του νόμου ποσοστού.
Σύνοψη – Έκφραση ποσοστού έναντι νόμου ποσοστού
Η έκφραση του ρυθμού και ο νόμος του ρυθμού είναι δύο τρόποι για να δοθούν λεπτομέρειες σχετικά με την ταχύτητα μιας αντίδρασης. Η βασική διαφορά μεταξύ της έκφρασης ρυθμού και του νόμου ρυθμού είναι ότι η έκφραση ρυθμού δίνει τον ρυθμό εμφάνισης ή εξαφάνισης προϊόντων ή αντιδρώντων, ενώ ο νόμος ρυθμού δίνει τη σχέση μεταξύ ταχύτητας και συγκέντρωσης ή πίεσης των αντιδρώντων.
