Kľúčový rozdiel medzi rýchlostným vyjadrením a rýchlostným zákonom je ten, že rýchlostný výraz udáva rýchlosť objavenia sa alebo miznutia produktov alebo reaktantov, zatiaľ čo rýchlostný zákon udáva vzťah medzi rýchlosťou a koncentráciou alebo tlakom reaktantov.
Keď sa jeden alebo viac reaktantov premení na produkty, môžu prejsť rôznymi modifikáciami a energetickými zmenami. Chemické väzby v reaktantoch sa prerušia a vytvoria sa nové väzby, aby sa vytvorili produkty, ktoré sú úplne odlišné od reaktantov. Táto chemická modifikácia je známa ako chemické reakcie. Rýchlostná expresia a rýchlostný zákon sú dôležité chemické pojmy, ktoré môžeme opísať v chemických reakciách.
Čo je vyjadrenie sadzby?
Výraz rýchlosti je spôsob vyjadrenia zmeny koncentrácie reaktantu v priebehu času reakcie. Tento výraz môžeme dať pomocou ktoréhokoľvek z reaktantov a produktov reakcie. Pri vyjadrení rýchlosti vzhľadom na reaktanty by sme mali použiť znamienko mínus, pretože počas reakcie množstvo reaktantov s časom klesá. Pri písaní výrazu sadzby pomocou produktov sa používa znamienko plus, pretože množstvo produktov sa časom zvyšuje.
Okrem toho by sme mali brať do úvahy stechiometrické vzťahy, keď dávame vyjadrenie miery, aby sme akýmkoľvek spôsobom vyrovnali všetky vyjadrené miery. Uvažujme napríklad nasledujúcu chemickú reakciu a rýchlostné vyjadrenia, ktoré pre ňu môžeme dať;
2X + 3Y ⟶ 5Z
Pre vyššie uvedenú reakciu sú možné nasledujúce rýchlostné výrazy:
Čo je zákon o sadzbách?
Zákon o rýchlosti je matematickým vyjadrením rýchlosti reakcie, ktorá zahŕňa vzťah medzi rýchlosťou reaktantov a rýchlosťou produktu. Tieto matematické údaje môžeme určiť experimentálne a tiež môžeme overiť vzťah. Existujú dva hlavné spôsoby, ako môžeme napísať zákon o sadzbe; zákon o diferenciálnej sadzbe a zákon o integrovanej sadzbe.
Zákon o rozdielovej sadzbe
Zákon diferenciálnej rýchlosti je spôsob vyjadrenia rýchlosti reakcie pomocou zmeny koncentrácie jedného alebo viacerých reaktantov. Tu uvažujeme o zmene koncentrácie reaktantu (reaktantov) počas určitého časového obdobia. Tento časový interval nazývame Δt. Zmenu koncentrácie reaktantu „R“môžeme pomenovať ako Δ[R]. Uvažujme o príklade, aby sme pochopili, ako napísať zákon diferenciálnej sadzby. Pre reakciu, v ktorej sa reaktant „A“rozkladá na produkty a k je rýchlostná konštanta, zatiaľ čo n je rádom tejto reakcie, potom rovnica pre túto rýchlosť je nasledovná:
A ⟶ produkty
Zákon o rozdielovej sadzbe je nasledujúci:
Zákon o integrovanej sadzbe
Zákon integrovanej rýchlosti je spôsob vyjadrenia rýchlosti reakcie ako funkcie času. Tento výraz môžeme získať pomocou zákona o diferenciálnej sadzbe integráciou zákona o diferenciálnej sadzbe. Tento zákon o integrovanej sadzbe môžeme získať aj z bežnej sadzby.
Napríklad pre produkty reakcie A ⟶ je bežný zákon o sadzbe nasledujúci:
Sadzba (r)=k[A]
kde k je rýchlostná konštanta a [A] je koncentrácia reaktantu A. Ak vezmeme do úvahy malý časový interval, môžeme vyššie uvedenú rovnicu napísať takto:
Používame tu znamienko mínus (–), pretože A je reaktant as rastúcim časom koncentrácia A klesá. Potom môžeme získať nasledujúci vzťah spojením dvoch vyššie uvedených rovníc;
Pre veľmi malú zmenu koncentrácie reaktantov vo veľmi malom časovom intervale môžeme napísať rovnicu ako je uvedené nižšie;
Alebo
Potom integrovaním tejto rovnice môžeme získať nasledujúci vzťah:
ln[A]=-kt + konštanta
Preto, keď je čas nula alebo t=0, ln[A] je počiatočná koncentrácia reaktantu A (môžeme ju uviesť ako [A]0), pretože v t=0, –kt=0, takže ln[A]0=konštantný. Pre reakciu prvého rádu je zákon o integrovanej sadzbe:
ln[A]=ln[A]0 – kt
Aký je rozdiel medzi vyjadrením sadzby a zákonom o sadzbe?
Rate expression a rate aw sú dva spôsoby, ako poskytnúť podrobnosti o rýchlosti reakcie. Kľúčový rozdiel medzi rýchlostným vyjadrením a rýchlostným zákonom je v tom, že rýchlostný výraz udáva rýchlosť objavenia sa alebo vymiznutia produktov alebo reaktantov, zatiaľ čo rýchlostný zákon udáva vzťah medzi rýchlosťou a koncentráciou alebo tlakom reaktantov.
Infografika nižšie sumarizuje rozdiel medzi vyjadrením sadzby a zákonom o sadzbe.
Zhrnutie – Vyjadrenie sadzby vs zákon o sadzbe
Výraz rýchlosti a zákon o rýchlosti sú dva spôsoby, ako poskytnúť podrobnosti o rýchlosti reakcie. Kľúčový rozdiel medzi rýchlostným vyjadrením a rýchlostným zákonom je v tom, že rýchlostný výraz udáva rýchlosť objavenia sa alebo vymiznutia produktov alebo reaktantov, zatiaľ čo rýchlostný zákon udáva vzťah medzi rýchlosťou a koncentráciou alebo tlakom reaktantov.
