Βασική διαφορά – Σειρά αντίδρασης έναντι μοριακής ικανότητας
Οι χημικές αντιδράσεις είναι αλλαγές που συμβαίνουν σε χημικές ενώσεις. Οδηγεί στη μετατροπή μιας χημικής ουσίας σε άλλη. Οι αρχικές ενώσεις που υφίστανται τη χημική αντίδραση ονομάζονται αντιδρώντα. Αυτό που παίρνουμε με την ολοκλήρωση της αντίδρασης είναι προϊόντα. Η σειρά της αντίδρασης δίνεται σε σχέση με μια ουσία. μπορεί να είναι σε σχέση με ένα αντιδραστήριο, προϊόν ή καταλύτη. Η σειρά αντίδρασης σε σχέση με μια ουσία είναι ο εκθέτης στον οποίο αυξάνεται η συγκέντρωσή της στην εξίσωση ρυθμού. Η μοριακότητα των χημικών αντιδράσεων εκφράζει πόσα αντιδρώντα μόρια εμπλέκονται στην αντίδραση. Η βασική διαφορά μεταξύ της τάξης της αντίδρασης και της μοριακής μορατότητας είναι ότι η σειρά αντίδρασης δίνει τη σχέση μεταξύ της συγκέντρωσης ενός χημικού είδους και της αντίδρασης που υφίσταται, ενώ η μοριακότητα δείχνει πόσα μόρια αντιδρώντων εμπλέκονται στην αντίδραση.
Τι είναι η σειρά αντίδρασης
Η σειρά αντίδρασης ως προς μια ουσία είναι ο εκθέτης στον οποίο αυξάνεται η συγκέντρωσή της στην εξίσωση ρυθμού. Για να κατανοήσουμε αυτήν την έννοια, θα πρέπει πρώτα να γνωρίζουμε τι είναι ο νόμος των επιτοκίων.
Νόμος ποσοστού
Ο νόμος του ρυθμού δείχνει ότι ο ρυθμός προόδου μιας χημικής αντίδρασης (σε σταθερή θερμοκρασία) είναι ανάλογος με τις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων που αυξάνονται στους εκθέτες που προσδιορίζονται πειραματικά. Αυτοί οι εκθέτες είναι γνωστοί ως τάξεις αυτών των συγκεντρώσεων. Ας εξετάσουμε ένα παράδειγμα.
2N2O5 ↔ 4 ΟΧΙ2 + O 2
Για την παραπάνω αντίδραση, η εξίσωση του νόμου του ρυθμού δίνεται όπως παρακάτω.
Rate=k.[N2O5]x
Στην παραπάνω εξίσωση, k είναι η σταθερά αναλογικότητας που είναι γνωστή ως σταθερά ρυθμού. Είναι σταθερά σε σταθερή θερμοκρασία. Οι αγκύλες χρησιμοποιούνται για να εκφράσουν ότι είναι η συγκέντρωση του αντιδρώντος. Το σύμβολο x είναι η σειρά της αντίδρασης σε σχέση με το αντιδρόν. Η τιμή του x πρέπει να προσδιοριστεί πειραματικά. Για αυτή την αντίδραση, βρέθηκε ότι x=1. Εδώ, μπορούμε να δούμε ότι η σειρά της αντίδρασης δεν είναι ίση με τη στοιχειομετρία της αντίδρασης. Αλλά σε ορισμένες αντιδράσεις, η σειρά της αντίδρασης μπορεί να είναι ίση με τη στοιχειομετρία.
Για μια αντίδραση που έχει δύο ή περισσότερα αντιδρώντα, η εξίσωση του νόμου του ρυθμού μπορεί να γραφτεί ως παρακάτω.
A + B + C ↔ P
Rate=k.[A]a[B]b[C]c
Τα a, b και c είναι τάξεις της αντίδρασης σε σχέση με τα αντιδρώντα Α, Β και C, αντίστοιχα. Για αυτού του είδους τις εξισώσεις ταχύτητας (που έχουν πολλές τάξεις αντίδρασης), το άθροισμα των τάξεων αντίδρασης δίνεται ως η συνολική τάξη αντίδρασης.
Συνολική παραγγελία=a + b + c
Εικόνα 1: Ρυθμός αντιδράσεων πρώτης τάξης και δεύτερης τάξης
Σύμφωνα με τη σειρά αντίδρασης, υπάρχουν διάφοροι τύποι αντιδράσεων:
- Αντιδράσεις Μηδενικής Τάξης (η τάξη της αντίδρασης είναι μηδέν σε σχέση με οποιοδήποτε αντιδρών που χρησιμοποιείται. Επομένως ο ρυθμός αντίδρασης δεν εξαρτάται από τις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων που χρησιμοποιούνται.)
- Αντιδράσεις πρώτης τάξης (ο ρυθμός είναι ανάλογος με τη συγκέντρωση ενός αντιδρώντος)
- Αντιδράσεις δεύτερης τάξης (ο ρυθμός αντίδρασης είναι ανάλογος είτε με το τετράγωνο της συγκέντρωσης ενός αντιδρώντος είτε με το γινόμενο των συγκεντρώσεων δύο αντιδρώντων)
Τι είναι Μοριακότητα
Μοριακότητα μιας αντίδρασης είναι ο αριθμός των μορίων ή ιόντων που συμμετέχουν σε μια αντίδραση ως αντιδρώντα. Το πιο σημαντικό, τα αντιδρώντα που εξετάζονται είναι αυτά που συμμετέχουν στο στάδιο καθορισμού του ρυθμού της συνολικής αντίδρασης. Το βήμα προσδιορισμού της ταχύτητας μιας αντίδρασης είναι το πιο αργό βήμα της συνολικής αντίδρασης. Αυτό συμβαίνει επειδή το πιο αργό βήμα αντίδρασης καθορίζει τον ρυθμό της αντίδρασης.
Εικόνα 2: Μια μονομοριακή αντίδραση
Η μοριακή ικανότητα μπορεί να είναι διαφορετικών τύπων:
- Οι μονομοριακές αντιδράσεις έχουν ένα αντιδρόν μόριο (ή ιόν)
- Οι διμοριακές αντιδράσεις έχουν δύο αντιδρώντα (δύο αντιδρώντα μπορεί να είναι από την ίδια ένωση ή διαφορετικές ενώσεις)
- Οι τριμοριακές αντιδράσεις έχουν τρία αντιδρώντα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της σειράς αντίδρασης και της μοριακότητας;
Σειρά αντίδρασης έναντι μοριακής ικανότητας |
|
| Η σειρά της αντίδρασης ως προς μια ουσία είναι ο εκθέτης στον οποίο αυξάνεται η συγκέντρωσή της στην εξίσωση ρυθμού. | Μοριακότητα μιας αντίδρασης είναι ο αριθμός των μορίων ή ιόντων που συμμετέχουν σε μια αντίδραση ως αντιδρώντα. |
| Σχέση με Αντιδρώντα | |
| Η σειρά αντίδρασης εξηγεί πώς η συγκέντρωση των αντιδρώντων επηρεάζει τον ρυθμό της αντίδρασης. | Η μοριακότητα δίνει τον αριθμό των αντιδρώντων που συμμετέχουν σε μια αντίδραση. |
Σύνοψη – Σειρά αντίδρασης έναντι μοριακής ικανότητας
Ο νόμος ταχύτητας υποδεικνύει ότι ο ρυθμός προόδου μιας χημικής αντίδρασης (σε σταθερή θερμοκρασία) είναι ανάλογος με τις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων που αυξάνονται στους εκθέτες που προσδιορίζονται πειραματικά. Η σειρά της αντίδρασης δίνεται σε σχέση με ένα αντιδρών. Εξηγεί την εξάρτηση του ρυθμού αντίδρασης από τις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων. Η βασική διαφορά μεταξύ της τάξης της αντίδρασης και της μοριακής μορατότητας είναι ότι η σειρά αντίδρασης δίνει τη σχέση μεταξύ της συγκέντρωσης ενός χημικού είδους και της αντίδρασης που υφίσταται, ενώ η μοριακότητα εκφράζει πόσα μόρια αντιδρώντων εμπλέκονται στην αντίδραση.
