Forskel mellem reaktionsrækkefølge og molekylæritet

2024 Forfatter: Alex Aldridge | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 13:35

Nøgleforskel – Reaktionsrækkefølge vs molekylæritet

Kemiske reaktioner er ændringer, der sker i kemiske forbindelser. Det fører til omdannelse af et kemisk stof til et andet. De første forbindelser, der gennemgår den kemiske reaktion, kaldes reaktanter. Det, vi får ved afslutningen af reaktionen, er produkter. Reaktionsrækkefølgen er givet med hensyn til et stof; det kan være med hensyn til en reaktant, et produkt eller en katalysator. Reaktionsrækkefølgen med hensyn til et stof er den eksponent, hvortil dets koncentration i hastighedsligningen er hævet. Molekulariteten af kemiske reaktioner udtrykker, hvor meget reaktantmolekyler, der er involveret i reaktionen. Nøgleforskellen mellem reaktionsrækkefølge og molekylæritet er, at reaktionsrækkefølgen giver forholdet mellem koncentrationen af en kemisk art og den reaktion, den gennemgår, hvorimod molekylæriteten angiver, hvor mange reaktantmolekyler, der er involveret i reaktionen.

Hvad er reaktionsrækkefølge

Reaktionsrækkefølgen i forhold til et stof er den eksponent, hvortil dets koncentration i hastighedsligningen er hævet. For at forstå dette koncept bør vi først vide, hvad satslov er.

satslov

Hastighedsloven angiver, at hastigheden for en kemisk reaktions progression (ved konstant temperatur) er proportional med koncentrationerne af reaktanter, der er hævet til eksponenterne, som bestemmes eksperimentelt. Disse eksponenter er kendt som rækkefølger af disse koncentrationer. Lad os overveje et eksempel.

2N₂O₅ ↔ 4 NO₂ + O ₂

For ovenstående reaktion er hastighedslovligningen givet som nedenfor.

Rate=k.[N₂O₅]^x

I ovenstående ligning er k proportionalitetskonstanten, der er kendt som hastighedskonstanten. Det er en konstant ved konstant temperatur. Klammerne bruges til at udtrykke, at det er koncentrationen af reaktanten. Symbolet x er rækkefølgen af reaktionen i forhold til reaktanten. Værdien af x skal bestemmes eksperimentelt. For denne reaktion har det vist sig, at x=1. Her kan vi se, at rækkefølgen af reaktionen ikke er lig med reaktionens støkiometri. Men i nogle reaktioner kan reaktionsrækkefølgen være lig med støkiometrien.

For en reaktion med to eller flere reaktanter kan hastighedslovligningen skrives som nedenfor.

A + B + C ↔ P

Rate=k.[A]^a[B]^b[C]^c

a, b og c er rækkefølgen af reaktionen med hensyn til henholdsvis A-, B- og C-reaktanter. For denne slags hastighedsligninger (der har flere reaktionsrækkefølger) er summen af reaktionsrækkefølgerne angivet som den overordnede reaktionsrækkefølge.

Samlet ordre=a + b + c

Figur 1: Frekvens for reaktioner fra første orden og anden orden

I henhold til reaktionsrækkefølgen er der flere typer reaktioner:

1. Nulordensreaktioner (reaktionsrækkefølgen er nul i forhold til enhver anvendt reaktant. Derfor afhænger reaktionshastigheden ikke af koncentrationerne af de anvendte reaktanter.)
2. First Order Reactions (hastigheden er proportional med koncentrationen af en reaktant)
3. Andenordensreaktioner (reaktionshastigheden er proportional enten med kvadratet af koncentrationen af en reaktant eller med produktet af koncentrationer af to reaktanter)

Hvad er molekylæritet

Molekylaritet af en reaktion er antallet af molekyler eller ioner, der deltager i en reaktion som reaktanter. Endnu vigtigere er det, at de overvejede reaktanter er dem, der deltager i det hastighedsbestemmende trin i den samlede reaktion. Det hastighedsbestemmende trin i en reaktion er det langsomste trin i den samlede reaktion. Dette skyldes, at det langsomste reaktionstrin bestemmer reaktionshastigheden.

Figur 2: En unimolekylær reaktion

Molekulariteten kan være af forskellige typer:

1. Unimolekylære reaktioner har ét reaktantmolekyle (eller ion)
2. Bimolekylære reaktioner har to reaktanter (to reaktanter kan være af samme forbindelse eller forskellige forbindelser)
3. Trimolekylære reaktioner har tre reaktanter.

Hvad er forskellen mellem reaktionsrækkefølge og molekylæritet?

Reaktionsrækkefølge vs molekylæritet
Rækkefølgen af reaktionen i forhold til et stof er den eksponent, hvortil dets koncentration i hastighedsligningen er hævet.	Molekylæritet af en reaktion er antallet af molekyler eller ioner, der deltager i en reaktion som reaktanter.
Relation til reaktanter
Reaktionsrækkefølgen forklarer, hvordan koncentrationen af reaktanter påvirker reaktionshastigheden.	Molekularitet angiver antallet af reaktanter, der deltager i en reaktion.

Opsummering – Reaktionsrækkefølge vs molekylæritet

Hastighedsloven angiver, at hastigheden for en kemisk reaktions fremskridt (ved konstant temperatur) er proportional med koncentrationerne af reaktanter, der er hævet til eksponenterne, som bestemmes eksperimentelt. Reaktionsrækkefølgen er givet med hensyn til en reaktant. Det forklarer reaktionshastighedens afhængighed af koncentrationer af reaktanter. Den vigtigste forskel mellem reaktionsrækkefølge og molekylæritet er, at reaktionsrækkefølgen angiver forholdet mellem koncentrationen af en kemisk art og den reaktion, den gennemgår, hvorimod molekylæritet udtrykker, hvor mange reaktantmolekyler, der er involveret i reaktionen.