A reakció sebessége
A reakciósebesség alatt a kémiai reakciók időbeli változását értjük [1] .
A koncentráció fizikai mértékegysége mol/l, ezért a koncentráció időbeli változását mol/l/másodpercben vagy percben kell megadni, mol * l -1 * s -1 vagy min -1 formában írva .
A reakciósebesség mérése
A reakciósebesség mérésének két módszere fontos az iskolai kémia szempontjából: térfogatmérés dugattyús mintavevővel és gravimetrikus mérés analitikai mérleg alkalmazásával. Mindkét módszer csak olyan reakciókra alkalmas, amelyekben gáz szabadul fel, például sósav és magnézium reakciója vagy ecetsav és kalcium-karbonát reakciója. A volumetrikus módszerrel a képződött gázt gázfecskendőbe gyűjtik, majd a gázképződés reakciósebessége kiszámítható az időbeli térfogat-növekedésből. A gázfejlődés gravimetriás módszerében van egy súlycsökkenés, amelyből ezután a reakciósebesség is kiszámítható. További információkért lásd: "A reakciósebesség mérése" az EF szint oldalain.
Más módszerek a reakció során bekövetkező színváltozáson alapulnak, esetleg indikátorok hozzáadása után és fotométer alkalmazásával. A reakció sebessége kiszámítható a színváltozás sebességéből. Nagyon hatásos és egyszerű kísérlet erre a nátrium-tiocianát és sósav reakciója. Ebben a reakcióban a két tiszta oldat zavaros termékkeveréket képez. Az így kapott kén egyre átláthatatlanabbá teszi a termékkeveréket. Most egyszerűen megmérheti a kísérlethez szükséges időt, amíg már nem látja az Erlenmeyer-lombikot. Részletekért lásd az EF oldalak "A sósav-tioszulfát-kísérlet" című részét.
Alapfogalmak
Egy kiindulási anyag vagy termék c1 koncentrációját a t1 időpontban mérjük, a mérést ezután megismételjük, és a megváltozott c2 koncentrációt a t2 időpontban mérjük. Az átlagos sebesség ekkor
Ha a böngésző nem megfelelően jeleníti meg az ezen az oldalon található képleteket, a MathJax kiterjesztést nem megfelelően töltötték be. Vagy a böngésző elavult, vagy jelenleg nincs internetkapcsolat.
Míg az átlagsebességet nagyon könnyű kiszámítani, az aktuális sebességet gyakran nagyon nehéz meghatározni. A pillanatnyi sebesség a reakció sebességét jelenti a t meghatározott időpontban. Matematikai szempontból az aktuális sebesség a nullához közeledő időszak átlagos sebessége.
Ha például a gázfecskendő hidrogénmennyiségének növekedését grafikusan görbén ábrázoljuk az idő múlásával, akkor a pillanatnyi sebesség a t időpont bármely pontján a görbe érintője ebben az időpontban. Az átlagos sebesség viszont szekundáns lenne, amely két helyen metszi a görbét.
A reakció képződésének kezdeti sebessége, átlagos sebessége és pillanatnyi sebessége
Ez a reakció sebességét jelenti a kémiai reakció kezdetén. A kezdeti sebességet nagyon nehéz pillanatnyi sebességként mérni, ezért erre általában a reakció első öt vagy tíz másodpercének átlagsebességét használják - az idő hossza természetesen magától a reakció típusától függ. Egy gyors reakcióhoz, például egy sav semlegesítéséhez a reakció egy másodperc töredéke után teljesen véget ér; Iskolai erőforrásokkal itt szinte lehetetlen meghatározni a kezdeti sebességet. A sósav és cink vagy magnézium közkedvelt reakciója során mérjük a reakció első öt-tíz másodpercében képződő hidrogén térfogatát. Ha változtatja a sav koncentrációját, nagyon szépen megmutatja a reakció sebességének a sav koncentrációjától való függését.
Behúzások
Részletesebb információk a reakciósebesség témájáról az EF szint reakciókinetikájáról szóló oldalakon találhatók:
- Römpp Chemie-Lexikon, 9. kiadás, 1992