nyckelskillnad – reaktionsordning vs molekyläritet
Kemiska reaktioner är förändringar som sker i kemiska föreningar. Det leder till omvandling av ett kemiskt ämne till ett annat. De initiala föreningarna som genomgår den kemiska reaktionen kallas reaktanter. Det vi får vid reaktionens slut är produkter. Reaktionsordningen ges med avseende på ett ämne; det kan vara med avseende på en reaktant, produkt eller katalysator. Reaktionsordningen med avseende på ett ämne är den exponent till vilken dess koncentration i hastighetsekvationen höjs. Molekylariteten hos kemiska reaktioner uttrycker hur mycket reaktantmolekyler som är involverade i reaktionen. Den viktigaste skillnaden mellan reaktionsordning och molekylaritet är att reaktionsordning ger förhållandet mellan koncentrationen av en kemisk art och reaktionen den genomgår medan molekylaritet indikerar hur många reaktantmolekyler som är involverade i reaktionen.
What is Order of Reaction
Reaktionsordningen med avseende på ett ämne är den exponent till vilken dess koncentration i hastighetsekvationen höjs. För att förstå detta koncept bör vi först veta vad taxelag är.
Rate Law
Hastighetslagen indikerar att hastigheten för en kemisk reaktions fortskridande (vid konstant temperatur) är proportionell mot koncentrationerna av reaktanter som höjs till exponenterna som bestäms experimentellt. Dessa exponenter är kända som ordningar av dessa koncentrationer. Låt oss ta ett exempel.
2N2O5 ↔ 4 NO2 + O 2
För ovanstående reaktion ges kurslagsekvationen enligt nedan.
Rate=k.[N2O5]x
I ekvationen ovan är k proportionalitetskonstanten som är känd som hastighetskonstanten. Det är en konstant vid konstant temperatur. Hakparenteserna används för att uttrycka att det är koncentrationen av reaktanten. Symbolen x är ordningen för reaktionen med avseende på reaktanten. Värdet på x bör bestämmas experimentellt. För denna reaktion har det visat sig att x=1. Här kan vi se att reaktionsordningen inte är lika med reaktionens stökiometri. Men i vissa reaktioner kan reaktionsordningen vara lika med stökiometrin.
För en reaktion som har två eller flera reaktanter kan hastighetslagens ekvation skrivas enligt nedan.
A + B + C ↔ P
Rate=k.[A]a[B]b[C]c
a, b och c är reaktionsordningar med avseende på A-, B- och C-reaktanter. För denna typ av hastighetsekvationer (som har flera reaktionsordningar) ges summan av reaktionsordningarna som den övergripande reaktionsordningen.
Total order=a + b + c
Figur 1: Frekvens för första ordningens och andra ordningens reaktioner
Enligt reaktionsordningen finns det flera typer av reaktioner:
- Nollordningsreaktioner (reaktionsordningen är noll med avseende på alla använda reaktanter. Därför beror reaktionshastigheten inte på koncentrationerna av de använda reaktanterna.)
- First Order Reactions (hastigheten är proportionell mot koncentrationen av en reaktant)
- Andra ordningens reaktioner (reaktionshastigheten är proportionell antingen mot kvadraten på koncentrationen av en reaktant eller till produkten av koncentrationerna av två reaktanter)
Vad är Molecularity
Molekylaritet för en reaktion är antalet molekyler eller joner som deltar i en reaktion som reaktanter. Ännu viktigare är att de betraktade reaktanterna är de som deltar i det hastighetsbestämmande steget för den totala reaktionen. Det hastighetsbestämmande steget i en reaktion är det långsammaste steget i den totala reaktionen. Detta beror på att det långsammaste reaktionssteget bestämmer reaktionshastigheten.
Figur 2: En unimolekylär reaktion
Molekylariteten kan vara av olika slag:
- Unimolekylära reaktioner har en reaktantmolekyl (eller jon)
- Bimolekylära reaktioner har två reaktanter (två reaktanter kan vara av samma förening eller olika föreningar)
- Trimolekylära reaktioner har tre reaktanter.
Vad är skillnaden mellan reaktionsordning och molekyläritet?
Order of Reaction vs Molecularity |
|
| Reaktionsordningen med avseende på ett ämne är den exponent till vilken dess koncentration i hastighetsekvationen höjs. | Molekylaritet för en reaktion är antalet molekyler eller joner som deltar i en reaktion som reaktanter. |
| Relation med reaktanter | |
| Reaktionsordning förklarar hur koncentrationen av reaktanter påverkar reaktionshastigheten. | Molecularity anger antalet reaktanter som deltar i en reaktion. |
Sammanfattning – Reaktionsordning kontra molekyläritet
Hastighetslagen indikerar att hastigheten för en kemisk reaktions fortskridande (vid konstant temperatur) är proportionell mot koncentrationerna av reaktanter som höjs till exponenterna som bestäms experimentellt. Reaktionsordning ges med avseende på en reaktant. Det förklarar reaktionshastighetens beroende av koncentrationer av reaktanter. Den viktigaste skillnaden mellan reaktionsordning och molekylaritet är att reaktionsordningen ger förhållandet mellan koncentrationen av en kemisk art och reaktionen den genomgår medan molekylaritet uttrycker hur många reaktantmolekyler som är involverade i reaktionen.
