Razlika med kinetiko prvega reda in ničelnega reda - Razlika Med

Razlika med kinetiko prvega reda in ničelnega reda

Glavna razlika - kinetika prvega reda in ničelnega reda

Kemijska kinetika opisuje stopnje kemijskih reakcij. Koncept kemijske kinetike je najprej razvil zakon masovnega delovanja. Zakon masnega delovanja opisuje, da je hitrost kemijske reakcije sorazmerna masi reaktantov. Glede na kemijsko kinetiko se lahko reakcije kategorizirajo kot reakcije ničelnega reda, reakcije prvega reda in reakcije drugega reda. The glavna razlika med kinetiko prvega reda in ničelnega reda je to hitrost kinetike prvega reda je odvisna od koncentracije enega reaktanta, medtem ko hitrost kinetike ničelnega reda ni odvisna od koncentracije reaktantov.

Pokrita ključna območja

1. Kaj je kinetika prvega reda
      - Definicija, lastnosti, primeri
2. Kinetika ničelnega reda
      - Definicija, lastnosti, primeri
3. Kakšna je razlika med kinetiko prvega reda in ničelnega reda
      - Primerjava ključnih razlik

Ključni pojmi: koncentracija, kinetika prvega reda, kinetika, zakon masnega ukrepanja, konstantna stopnja, zakon o stopnji, stopnja reakcije, kinetika ničelnega reda


Kaj je kinetika prvega reda

Kinetika prvega reda se nanaša na kemijske reakcije, katerih hitrost reakcije je odvisna od molarne koncentracije enega reaktanta. Hitrost reakcije je sorazmerna koncentraciji enega reaktanta. V kemijski reakciji lahko sodeluje veliko drugih reaktantov, vendar bo hitrost reakcije določil samo en reaktant. Zato je znano, da so drugi reaktanti v ničelnem vrstnem redu glede na to posebno reakcijo.

Oglejmo si na primer razgradnjo dinitrogen pentoksida (N2O5). To je nemolekularna reakcija. To pomeni, da je ta reakcija sestavljena samo iz enega reaktanta. Hitrost reakcije lahko navedemo kot spodaj.

2N2O5 (g) → 4NO2 (g) + O2 (g)

Stopnja = k [N2O5 (g)]m

k je konstanta hitrosti in [N2O5 (g)] je koncentracija N2O5 (g). Črka „m“ pomeni vrstni red reakcije glede na koncentracijo N2O5 (g). Zgornja enačba je znana kot zakonitost hitrosti in za zgornjo enačbo je m = 1. Nato lahko stopnjo reakcije navedemo kot spodaj.

Stopnja = k [N2O5 (g]

Vrednost m lahko dobimo eksperimentalno. Tu bi bila vrednost vedno ena. To kaže razgradnjo N2O5 (g) je reakcija prvega reda. Poleg tega lahko vrstni red reakcije ni ali pa ni enak stehiometričnemu koeficientu reaktantov. V zgornjem primeru je vrstni red reakcije 1, čeprav je stehiometrični koeficient 2. Stopnja reakcije prvega reda je lahko prikazana v grafu kot spodaj.


Slika 1: Graf kinetike prvega reda

Na zgornjem diagramu je graf s temnimi točkami graf koncentracije reaktantov glede na reakcijski čas. Gre za ukrivljen graf, ki kaže, da se hitrost reakcije spreminja s koncentracijo reaktanta. Graf z belimi barvnimi točkami prikazuje graf ln [koncentracije reaktantov] glede na reakcijski čas. To je linearni graf.

Kaj je kinetika ničelnega reda

Kinetika ničelnega reda se nanaša na kemijske reakcije, katerih hitrost reakcije ni odvisna od koncentracije reaktanta. Z drugimi besedami, koncentracija reaktantov ne vpliva na hitrost reakcije. Torej, dokler je temperatura konstantna, bi bila hitrost reakcije konstantna v kinetiki ničelnega reda.

Ne glede na to, kateri reaktanti so prisotni in v kolikšni meri so se njihove koncentracije spremenile, bi hitrost reakcije ostala enaka. Zato je hitrost reakcije podana kot

Stopnja = k

Kjer je k konstanta hitrosti.

Dober primer za reakcije ničelnega reda je razgradnja dušikovega oksida v prisotnosti platine kot katalizatorja.

2N2O(g) → 2N2 (g) + O2 (g)

Hitrost te reakcije je enaka konstanti hitrosti. Zato lahko hitrost reakcije navedemo kot spodaj.

Stopnja = k [N2O(g)]0


Slika 2: Graf koncentracije reaktantov glede na reakcijski čas

Zgornji graf prikazuje spremembo koncentracije reaktantov s reakcijskim časom za kinetiko ničelnega reda. To je linearni graf.

Razlika med kinetiko prvega reda in ničelnega reda

Opredelitev

Kinetika prvega reda: Kinetika prvega reda se nanaša na kemijske reakcije, katerih hitrost reakcije je odvisna od molarne koncentracije enega reaktanta.

Kinetika ničelnega reda: Kinetika ničelnega reda se nanaša na kemijske reakcije, katerih hitrost reakcije ni odvisna od koncentracije reaktanta.

Graf koncentracije reaktantov v odvisnosti od časa

Kinetika prvega reda: Graf koncentracije reaktantov v odvisnosti od časa za kinetiko prvega reda je ukrivljen graf.

Kinetika ničelnega reda: Graf koncentracije reaktantov v odvisnosti od časa za kinetiko ničelnega reda je linearni graf.

Koncentracija reagenta

Kinetika prvega reda: Kinetične reakcije prvega reda so odvisne od koncentracije reaktanta.

Kinetika ničelnega reda: Kinetične reakcije ničelnega reda niso odvisne od koncentracije reaktanta.

Zakon o stopnji

Kinetika prvega reda: Zakonska stopnja kinetičnih reakcij prvega reda vključuje konstanto hitrosti, pomnoženo s koncentracijo reaktanta.

Kinetika ničelnega reda: Zakonska stopnja kinetičnih reakcij ničelnega reda vključuje samo konstanto hitrosti.

Zaključek

Stopnja zakona ali stopnja enačba daje najpomembnejše podrobnosti o kemijski kinetike sistemov. Opisuje hitrost določene reakcije glede na koncentracijo reaktanta in konstanto hitrosti pri konstantni temperaturi. Glede na kinetiko kemijskih reakcij obstajajo tri glavne vrste reakcij. To so reakcije ničelnega reda, reakcije prvega reda, reakcije drugega reda. Te reakcije se med seboj razlikujejo po vrstnem redu reakcije glede na reaktante, prisotne v določenem sistemu.

Reference:

1. “Odzivi prvega reda.” Kemijska LibreTexts. Libretexts, 04. julij 2017. Splet.