Hvordan finne en reaksjon Bestill

Rekkefølgen av en kjemisk reaksjon gir verdifull informasjon om reaksjonen mekanisme, eller eksakt hvilken rekkefølge obligasjoner bryte og form. Betrakt en generisk reaksjon hvor reagenser A og B kombineres for å danne produkt C, eller A + B ---> C. Dersom reaksjonen er første orden med hensyn til forbindelse A, deretter en dobling av konsentrasjonen av A vil resultere i en dobling av reaksjonshastigheten. Hvis reaksjonen er andre orden med hensyn til A, deretter en dobling av konsentrasjonen av A vil firedoble reaksjonshastigheten. Det samme gjelder for reaktant B. Chemists uttrykke dette forhold med en hastighet lov uttrykk av den generelle formen Rate = k * [A] ^ + m [B] ^ n, hvor k representerer hastighetskonstanten, og [A] ^ m og [B] ^ n representerer den konsentrasjon av forbindelsene A og B opphøyd av m og n, som representerer reaksjonen rekkefølgen av A og B, respektivt. Kjemikere deretter uttrykke "overall" reaksjon orden som summen av m og n. Således bestemme den generelle reaksjoner orden krever experimenter å kjenne den reaksjonsrekkefølge av hver enkelt reaktant.

Bruksanvisning

1 Kompilere et bord av tid og konsentrasjon enten for en av reaktantene, eller for en av produktene. For eksempel nedbryting av nitrogendioksid, NO2, resulterer i nitrogenmonoksid, NO, og oksygen, O2. Konsentrasjonen av nitrogendioksid i enheter av føflekker per liter, eller M, til forskjellige tider var 0,01000 M på 0 sekunder, 0,00787 M på 50,0 sekunder og 0,00649 M på 100,0 sekunder.

2 Legg til to kolonner i datatabellen bygget i forrige trinn. I en kolonne, beregne den naturlige logaritmen, eller ln, for hver av de konsentrasjonsverdier. I den andre kolonnen, beregne den inverse av konsentrasjonsdata ved å dele en ved hver konsentrasjon verdi. I tilfellet av prøvedata fra den forutgående trinn, å beregne de naturlige logger over konsentrasjonsverdiene fører til at nye verdier av -4,610, -4,845 og -5,038, respektivt. Invers beregningene resulterer i nye verdier på 100, 127 og 154, respektivt.

3 Konstruer en xy plott av tid på x-aksen og konsentrasjon på y-aksen på et stykke millimeterpapir. Plot minst tre datapunkter og forsøk på å trekke en rett linje gjennom punktene ved hjelp av en linjal. Hvis punktene alle falle på en rett linje, da reaksjonen er nullte orden med hensyn til forbindelsen som har konsentrasjoner ble plottet. Dette betyr at konsentrasjonen av reaktanten har ingen innvirkning på reaksjonshastigheten. Hvis datapunktene ikke faller på en rett linje, går du videre til neste trinn. For de data som er gitt i det første trinnet, vil den (x, y) datapunkter være (0, 0,01000), (50.0, 0,0787) og (100.0, 0,00649). Når plottet, disse datapunkter ikke produsere en rett linje.

4 Plot tiden på x-aksen og den naturlige logaritmen av konsentrasjon på y-aksen. Plot minst tre datapunkter, og deretter prøve å trekke en rett linje gjennom datapunkter som bruker en linjal. Ved datapunktene danner en rett linje, da reaksjonen er første orden. Hvis de ikke danner en rett linje, og deretter gå videre til neste trinn. Fortsetter eksempel fra de to første trinn ville involvere plotting av (x, y) datapunkter (0, -4,610), (50,0, -4,845) og (100,0, -5,038). Når plottet på rutepapir, disse verdiene ikke produsere en rett linje.

5 Test for en andreorden-reaksjon ved å plotte tiden på x-aksen og den inverse av konsentrasjonen på y-aksen. Plot minst tre datapunkter, og deretter trekke en rett linje gjennom datapunktene. Ved datapunktene danner en rett linje, er reaksjonen andre orden. Fortsetter det tidligere eksempel ville innebære å plotte (x, y) datapunkter (0, 100), (50.0, 127) og (100.0, 154). En opptegning av disse datapunkter resulterer i en rett linje, noe som indikerer at reaksjonen er andre orden med hensyn til nitrogendioksid.

Hint

• Enhver vitenskapelig kalkulator kan enkelt behandle den naturlige logaritmen og omvendt. Se etter en knapp merket "LN" for den naturlige logaritmefunksjonen og en knapp merket "1 / x" for den inverse funksjonen.