Peamine erinevus – reaktsiooni järjekord vs molekulaarsus
Keemilised reaktsioonid on muutused, mis toimuvad keemilistes ühendites. See viib ühe keemilise aine muundamiseni teiseks. Algseid ühendeid, mis läbivad keemilise reaktsiooni, nimetatakse reagentideks. Reaktsiooni lõppedes saame tooted. Reaktsiooni järjekord on antud aine suhtes; see võib olla seotud reagendi, toote või katalüsaatoriga. Reaktsiooni järjekord aine suhtes on eksponent, milleni selle kontsentratsiooni kiirusvõrrandis tõstetakse. Keemiliste reaktsioonide molekulaarsus väljendab seda, kui palju reaktiivmolekule reaktsioonis osaleb. Peamine erinevus reaktsiooni järjekorra ja molekulaarsuse vahel seisneb selles, et reaktsiooni järjekord annab seose keemilise aine kontsentratsiooni ja selles toimuva reaktsiooni vahel, samas kui molekulaarsus näitab, kui palju reagendi molekule reaktsioonis osaleb.
Mis on reaktsiooni järjekord
Reaktsiooni järjekord aine suhtes on eksponent, milleni selle kontsentratsioon kiirusvõrrandis tõstetakse. Selle mõiste mõistmiseks peaksime kõigepe alt teadma, mis on intressimäär.
Määruse seadus
Kiirusseadus näitab, et keemilise reaktsiooni kulgemise kiirus (konstantsel temperatuuril) on võrdeline reagentide kontsentratsioonidega, mis on tõstetud eksperimentaalselt määratud eksponentideni. Neid eksponente nimetatakse nende kontsentratsioonide järjekordadeks. Vaatleme näidet.
2N2O5 ↔ 4 NO2 + O 2
Ül altoodud reaktsiooni jaoks on kiirusseaduse võrrand esitatud järgmiselt.
Rate=k.[N2O5]x
Ül altoodud võrrandis on k proportsionaalsuskonstant, mida nimetatakse kiiruskonstandiks. See on konstantne konstantsel temperatuuril. Sulgudes väljendatakse, et see on reagendi kontsentratsioon. Sümbol x on reaktsiooni järjekord reagendi suhtes. X väärtus tuleks määrata katseliselt. Selle reaktsiooni puhul on leitud, et x=1. Siin näeme, et reaktsiooni järjekord ei ole võrdne reaktsiooni stöhhiomeetriaga. Kuid mõne reaktsiooni korral võib reaktsiooni järjekord olla võrdne stöhhiomeetriaga.
Kahe või enama reagendiga reaktsiooni korral saab kiiruse seaduse võrrandi kirjutada järgmiselt.
A + B + C ↔ P
Rate=k.[A]a[B]b[C]c
a, b ja c on reaktsiooni järgud vastav alt A, B ja C reagentide suhtes. Seda tüüpi kiirusvõrrandite puhul (millel on mitu reaktsiooni järjekorda) on reaktsiooni järjekordade summa antud reaktsiooni üldise järjekorrana.
Üldjärjestus=a + b + c
Joonis 1: Esimese ja teise järgu reaktsioonide määr
Vastav alt reaktsioonide järjestusele on erinevaid reaktsioone:
- Nulljärjestusreaktsioonid (reaktsiooni järjekord on mis tahes kasutatud reagendi suhtes null. Seetõttu ei sõltu reaktsioonikiirus kasutatud reagentide kontsentratsioonidest.)
- Esimese järgu reaktsioonid (kiirus on võrdeline ühe reagendi kontsentratsiooniga)
- Teist järku reaktsioonid (reaktsiooni kiirus on võrdeline kas reagendi kontsentratsiooni ruuduga või kahe reagendi kontsentratsiooni korrutisega)
Mis on molekulaarsus
Reaktsiooni molekulaarsus on reaktsioonis reagentidena osalevate molekulide või ioonide arv. Veelgi olulisem on see, et arvesse võetud reagendid on need, mis osalevad üldise reaktsiooni kiirust määravas etapis. Reaktsiooni kiiruse määramise etapp on kogu reaktsiooni aeglasem etapp. Seda seetõttu, et kõige aeglasem reaktsioonietapp määrab reaktsiooni kiiruse.
Joonis 2: Unimolekulaarne reaktsioon
Molekulaarsus võib olla erinevat tüüpi:
- Ühemolekulaarsetel reaktsioonidel on üks reaktiivmolekul (või ioon)
- Bimolekulaarsetel reaktsioonidel on kaks reagenti (kaks reagenti võivad olla samast ühendist või erinevatest ühenditest)
- Tromolekulaarsetel reaktsioonidel on kolm reagenti.
Mis vahe on reaktsioonijärjekorral ja molekulaarsusel?
Reaktsiooni järjekord vs molekulaarsus |
|
| Reaktsiooni järjekord aine suhtes on eksponent, milleni selle kontsentratsiooni kiirusvõrrandis tõstetakse. | Reaktsiooni molekulaarsus on reaktsioonis reagentidena osalevate molekulide või ioonide arv. |
| Seos reagentidega | |
| Reaktsiooni järjekord selgitab, kuidas reageerivate ainete kontsentratsioon mõjutab reaktsiooni kiirust. | Molekulaarsus annab reaktsioonis osalevate reagentide arvu. |
Kokkuvõte – reaktsiooni järjekord vs molekulaarsus
Kiirusseadus näitab, et keemilise reaktsiooni kulgemise kiirus (konstantsel temperatuuril) on võrdeline reagentide kontsentratsioonidega, mis on tõstetud eksperimentaalselt määratud eksponentideni. Reaktsiooni järjekord on antud reagendi suhtes. See selgitab reaktsioonikiiruse sõltuvust reagentide kontsentratsioonist. Peamine erinevus reaktsiooni järjekorra ja molekulaarsuse vahel on see, et reaktsiooni järjekord annab seose keemilise aine kontsentratsiooni ja selles toimuva reaktsiooni vahel, samas kui molekulaarsus väljendab reaktsioonis osalevate reaktiivmolekulide arvu.
