Indhold
- TL; DR (for lang; læste ikke)
- Øjeblikkelig vs. gennemsnitlig sats
- Støkiometrisk afhængighed af priser
- Positiv reaktionshastighed
- Antagelser om reaktionshastighed
- Numerisk beregning af reaktionshastighed
- Grafisk kursberegning
Den hastighed, hvormed kemiske stoffer reagerer, varierer meget. En søm kan tage år at ruste, mens sprængstoffer detonerer i tusindedels sekund. Generelt involverer en reaktionshastighed ændringen i koncentrationen af et stof over et givet tidsrum. Du beregner reaktionshastigheden ved at dividere ændringen i koncentration med den forløbne tid. Du kan også bestemme reaktionens hastighed grafisk ved at finde hældningen for koncentrationskurven.
TL; DR (for lang; læste ikke)
For at beregne hastigheden for en kemisk reaktion, divideres molen af det stof, der er konsumeret eller produceret med det antal sekunder, reaktionen tog at afslutte.
Øjeblikkelig vs. gennemsnitlig sats
Hastigheden for en reaktion kan ændre sig over tid. Efterhånden som en reaktant er opbrugt, falder dens hastighed typisk. Så du er nødt til at skelne mellem den øjeblikkelige reaktionshastighed, det vil sige hastigheden for et givet øjeblik, og den gennemsnitlige hastighed, der bestemmer hastigheden i løbet af reaktionen.
Støkiometrisk afhængighed af priser
Reaktionshastighederne for forskellige produkter og reaktanter afhænger af hinanden i henhold til reaktionens støkiometri. Når du bestemmer hastigheden for et stof i en reaktion, er det simpelthen et spørgsmål om at multiplicere de molære forhold med det kendte stofs hastighed for at finde priserne for de andre stoffer. Overvej for eksempel forbrænding af metan:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
Reaktionen forbruger to mol ilt for hver mol methan og producerer en mol kuldioxid og to vand. Reaktionshastigheden for ilt er dobbelt så stor som metan, men hastigheden for CO2 er den samme som for metan.
Positiv reaktionshastighed
En reaktionshastighed skal altid være et positivt tal. Når du beregner reaktionshastigheden for et produkt, kommer en positiv hastighed naturligt, da koncentrationen af stoffet stiger med tiden. Men du multiplicerer beregningen for en reaktant med negativ (-1) for at få den til at komme ud positiv, fordi koncentrationen af en reaktant falder med tiden.
Antagelser om reaktionshastighed
Et par forskellige miljøfaktorer kan ændre reaktionshastigheden, herunder temperatur, tryk og tilstedeværelsen af katalysatorer. Du skal være opmærksom på disse faktorer, når du foretager kursberegninger. Under betingelser for standardtemperatur og -tryk (STP) kan du antage, at reaktionen forekom ved stuetemperatur og standard-atmosfærisk tryk.
Numerisk beregning af reaktionshastighed
Du kan udtrykke reaktionshastigheder i enheder af mol pr. Liter pr. Sekund eller mol × L-1 × s-1. For at beregne en reaktionshastighed, divideres simpelthen molen af det stof, der er produceret eller konsumeret i reaktionen, og divideret med reaktionstiden i sekunder.
For eksempel reagerer 0,2 mol saltsyre i 1 liter vand med 0,2 mol natriumhydroxid, danner vand og natriumchlorid. Reaktionen tager 15 sekunder. Du beregner reaktionshastigheden for saltsyre som følger:
.2 mol HCl ÷ 1 L = .2 mol pr. Liter (mol × L-1 ).
.2 mol pr. Liter ÷ 15 sekunder = .0133 mol × L-1 × s-1.
Grafisk kursberegning
Du kan måle og registrere koncentrationen af et produkt eller en reaktant under en reaktion. Disse data producerer typisk en kurve, der falder for reaktanter og stiger for produkter. Hvis du finder tangentlinjen på et hvilket som helst punkt langs kurven, er hældningen på den linje den øjeblikkelige hastighed for dette tidspunkt og for det stof.