Kľúčový rozdiel – poradie reakcie verzus molekulárnosť
Chemické reakcie sú zmeny, ku ktorým dochádza v chemických zlúčeninách. Vedie k premene jednej chemickej látky na inú. Počiatočné zlúčeniny, ktoré podliehajú chemickej reakcii, sa nazývajú reaktanty. To, čo dostaneme po dokončení reakcie, sú produkty. Poradie reakcie je dané vzhľadom na látku; môže ísť o reaktant, produkt alebo katalyzátor. Poradie reakcie vzhľadom na látku je exponent, na ktorý sa zvýši jej koncentrácia v rýchlostnej rovnici. Molekulárnosť chemických reakcií vyjadruje, koľko molekúl reaktantov sa podieľa na reakcii. Kľúčový rozdiel medzi poradím reakcie a molekulovosťou je v tom, že poradie reakcie udáva vzťah medzi koncentráciou chemického druhu a reakciou, ktorú podstúpi, zatiaľ čo molekulová hmotnosť udáva, koľko molekúl reaktantov sa podieľa na reakcii.
Čo je poradie reakcie
Poradie reakcie vzhľadom na látku je exponent, o ktorý sa zvýši jej koncentrácia v rýchlostnej rovnici. Aby sme pochopili tento pojem, mali by sme najprv vedieť, čo je zákon o sadzbách.
Zákon o sadzbách
Zákon o rýchlosti ukazuje, že rýchlosť postupu chemickej reakcie (pri konštantnej teplote) je úmerná koncentráciám reaktantov zvýšeným na exponenty, ktoré sú určené experimentálne. Tieto exponenty sú známe ako rády týchto koncentrácií. Uvažujme o príklade.
2N2O5 ↔ 4 NIE2 + O 2
Pre vyššie uvedenú reakciu je rovnica rýchlostného zákona uvedená nižšie.
Sadzba=k.[N2O5]x
Vo vyššie uvedenej rovnici je k konštanta úmernosti, ktorá je známa ako rýchlostná konštanta. Je to konštanta pri konštantnej teplote. Zátvorky sa používajú na vyjadrenie, že ide o koncentráciu reaktantu. Symbol x je poradie reakcie vzhľadom na reaktant. Hodnota x by sa mala určiť experimentálne. Pre túto reakciu sa zistilo, že x=1. Tu vidíme, že poradie reakcie sa nerovná stechiometrii reakcie. Ale v niektorých reakciách sa poradie reakcie môže rovnať stechiometrii.
Pre reakciu s dvoma alebo viacerými reaktantmi je možné rovnicu rýchlostného zákona napísať takto.
A + B + C ↔ P
Sadzba=k.[A]a[B]b[C]c
a, b a c sú rády reakcie vzhľadom na reaktanty A, B a C, v tomto poradí. Pre tento druh rýchlostných rovníc (ktoré majú niekoľko rádov reakcií) je súčet rádov reakcií daný ako celkové poradie reakcie.
Celková objednávka=a + b + c
Obrázok 1: Miera reakcií prvého a druhého rádu
Podľa poradia reakcií existuje niekoľko typov reakcií:
- Reakcie nulového rádu (poradie reakcie je nulové vzhľadom na akýkoľvek použitý reaktant. Preto rýchlosť reakcie nezávisí od koncentrácií použitých reaktantov.)
- Reakcie prvého rádu (rýchlosť je úmerná koncentrácii jedného reaktantu)
- Reakcie druhého rádu (rýchlosť reakcie je úmerná druhej mocnine koncentrácie reaktantu alebo súčinu koncentrácií dvoch reaktantov)
Čo je molekulárnosť
Molekularita reakcie je počet molekúl alebo iónov, ktoré sa zúčastňujú reakcie ako reaktanty. Dôležitejšie je, že uvažované reaktanty sú tie, ktoré sa podieľajú na kroku určujúcom rýchlosť celkovej reakcie. Krok reakcie určujúci rýchlosť je najpomalším krokom celej reakcie. Je to preto, že najpomalší reakčný krok určuje rýchlosť reakcie.
Obrázok 2: Unimolekulárna reakcia
Molekulácia môže byť rôznych typov:
- Unimolekulárne reakcie majú jednu molekulu reaktantu (alebo ión)
- Bimolekulárne reakcie majú dva reaktanty (dva reaktanty môžu byť rovnakej zlúčeniny alebo rôznych zlúčenín)
- Trimolekulárne reakcie majú tri reaktanty.
Aký je rozdiel medzi poradím reakcie a molekulárnosťou?
Poradie reakcie vs molekulárnosť |
|
| Poradie reakcie vzhľadom na látku je exponent, o ktorý sa zvýši jej koncentrácia v rýchlostnej rovnici. | Molekularita reakcie je počet molekúl alebo iónov, ktoré sa zúčastňujú reakcie ako reaktanty. |
| Vzťah s reaktantmi | |
| Poradie reakcie vysvetľuje, ako koncentrácia reaktantov ovplyvňuje rýchlosť reakcie. | Molekularita udáva počet reaktantov, ktoré sa zúčastňujú reakcie. |
Zhrnutie – Poradie reakcie vs molekulárnosť
Zákon o rýchlosti udáva, že rýchlosť postupu chemickej reakcie (pri konštantnej teplote) je úmerná koncentráciám reaktantov zvýšeným na exponenty, ktoré sú určené experimentálne. Poradie reakcie je dané vzhľadom na reaktant. Vysvetľuje závislosť rýchlosti reakcie od koncentrácie reaktantov. Kľúčový rozdiel medzi poradím reakcie a molekulárnosťou je v tom, že poradie reakcie udáva vzťah medzi koncentráciou chemického druhu a reakciou, ktorú podstúpi, zatiaľ čo molekulová hmotnosť vyjadruje, koľko molekúl reaktantov sa podieľa na reakcii.
