Razlika med reakcijami prvega in drugega reda

The ključna razlika med reakcijami prvega in drugega reda je to hitrost reakcij prvega reda je odvisna od prve moči koncentracije reaktanta v hitrostni enačbi, medtem ko je hitrost reakcij drugega reda odvisna od druge moči termina koncentracije v enačbi hitrosti.

Vrstni red reakcije je vsota moči, na katero so zvišane koncentracije reaktantov v enačbi zakona hitrosti. Po tej definiciji obstaja več oblik reakcij; reakcije ničelnega reda (te reakcije niso odvisne od koncentracije reaktantov), ​​reakcije prvega reda in reakcije drugega reda.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj so reakcije prvega reda
3. Kaj so reakcije drugega reda
4. Primerjalna primerjava - reakcije prvega in drugega reda v tabeli
5. Povzetek

Kaj so reakcije prvega reda?

Reakcije prvega reda so kemične reakcije, katerih hitrost reakcije je odvisna od molske koncentracije enega od reaktantov, ki sodelujejo v reakciji. V skladu z zgornjo definicijo za vrstni red reakcije bo vsota moči, na katero se koncentracije reaktantov zvišajo v enačbi zakona hitrosti, vedno enaka. V teh reakcijah lahko sodeluje bodisi en reaktant. Nato koncentracija reaktanta določi hitrost reakcije. Včasih pa v teh reakcijah sodeluje več reaktantov, potem bo eden od teh reaktantov določil hitrost reakcije.

Razmislimo o primeru, da bi razumeli ta koncept. V reakciji razgradnje N₂O₅, tvori NE₂ in O₂ plini kot proizvodi. Ker ima samo en reaktant, lahko napišemo reakcijo in enačbo hitrosti na naslednji način.

2N₂O_{5 (g)}     → 4NO_{2 (g)}    +    O_{2 (g)}

Stopnja = k [N₂O_{5 (g)}]^m

Tu je k konstanta hitrosti te reakcije in m vrstni red reakcije. Zato je pri poskusnih določitvah vrednost m 1. Torej gre za reakcijo prvega reda.

Kaj so reakcije drugega reda?

Reakcije drugega reda so kemične reakcije, katerih hitrost reakcije je odvisna od molske koncentracije dveh reaktantov ali od druge moči enega reaktanta, ki sodeluje v reakciji. Zato bo v skladu z zgornjo definicijo za vrstni red reakcije vsota moči, na katero se koncentracije reaktantov dvignejo v enačbi zakona hitrosti, vedno 2. Če obstajata dva reaktanta, bo hitrost reakcije odvisna od prve moči koncentracije vsakega reaktanta.

Slika 01: Graf, ki primerja dve vrsti vrst reakcije z uporabo njihovega reakcijskega časa in koncentracije reaktanta.

Če koncentracijo reaktanta povečamo za 2-krat (če sta v reakciji hitrosti dva reaktanta), se hitrost reakcije poveča za 4-krat. Na primer, upoštevajmo naslednjo reakcijo.

2A → P

Tu je A reaktant in P je produkt. Če je to reakcija drugega reda, je enačba hitrosti za to reakcijo naslednja.

Stopnja = k [A]²

Toda za reakcijo z dvema različnima reaktantoma, kot sledi;

A + B → P

Stopnja = k [A]¹[B]¹

Kakšna je razlika med reakcijami prvega in drugega reda?

Reakcije prvega reda so kemične reakcije, katerih hitrost reakcije je odvisna od molske koncentracije enega od reaktantov, ki sodelujejo v reakciji. Če torej koncentracijo reaktanta povečamo za 2-krat, se hitrost reakcije poveča za 2-krat. Reakcije drugega reda so kemične reakcije, katerih hitrost reakcije je odvisna od molske koncentracije dveh reaktantov ali od druge moči enega reaktanta, ki sodeluje v reakciji. Če torej povečamo koncentracijo reaktanta za 2-krat, se hitrost reakcije poveča za 4-krat. Spodnja infografika prikazuje tabelarno razliko med reakcijami prvega in drugega reda.

Povzetek - Reakcije prvega in drugega reda

Glede na vrstni red reakcije obstajajo tri glavne vrste reakcij; reakcije nič, prvega in drugega reda. Ključna razlika med reakcijami prvega in drugega reda je, da je hitrost reakcije prvega reda odvisna od prve moči koncentracije reaktanta v enačbi hitrosti, medtem ko je hitrost reakcije drugega reda odvisna od druge moči termina koncentracije v enačba hitrosti.

Referenca:

1. Prosti teksti. "Metode določanja odzivnega reda." Kemija LibreTexts, Libretexts, 5. junij 2017. Na voljo tukaj