Różnica między reakcjami pierwszego i drugiego rzędu

The kluczowa różnica między reakcjami pierwszego i drugiego rzędu jest to szybkość reakcji pierwszego rzędu zależy od pierwszej mocy stężenia reagenta w równaniu szybkości, podczas gdy szybkość reakcji drugiego rzędu zależy od drugiej mocy składnika stężenia w równaniu szybkości.

Kolejność reakcji jest sumą mocy, do których podwyższone są stężenia reagentów w równaniu prawa szybkości. Zgodnie z tą definicją istnieje kilka form reakcji; reakcje zerowego rzędu (reakcje te nie zależą od stężenia reagentów), reakcje pierwszego rzędu i reakcje drugiego rzędu.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to są reakcje pierwszego rzędu
3. Co to są reakcje drugiego rzędu
4. Porównanie obok siebie - reakcje pierwszego i drugiego rzędu w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to są reakcje pierwszego rzędu?

Reakcje pierwszego rzędu to reakcje chemiczne, których szybkość reakcji zależy od stężenia molowego jednego z reagentów biorących udział w reakcji. Dlatego, zgodnie z powyższą definicją kolejności reakcji, suma mocy, do których podwyższone są stężenia reagentów w równaniu prawa szybkości, zawsze będzie wynosić 1. Może być jeden reagent, który bierze udział w tych reakcjach. Następnie stężenie tego reagenta determinuje szybkość reakcji. Ale czasami jest więcej niż jeden reagent, który bierze udział w tych reakcjach, wtedy jeden z tych reagentów określi szybkość reakcji.

Rozważmy przykład, aby zrozumieć tę koncepcję. W reakcji rozkładu N₂₎O₅, tworzy NIE₂₎ i O₂₎ gazy jako produkty. Ponieważ ma tylko jeden reagent, możemy zapisać reakcję i równanie szybkości w następujący sposób.

2N₂₎O_{5 (g)}     → 4NO_{2 (g)}    +    O_{2 (g)}

Stawka = k [N₂₎O_{5 (g)}]^m

Tutaj k jest stałą szybkości dla tej reakcji, a m jest rzędem reakcji. Dlatego na podstawie oznaczeń eksperymentalnych wartość m wynosi 1. Jest to zatem reakcja pierwszego rzędu.

Co to są reakcje drugiego rzędu?

Reakcje drugiego rzędu to reakcje chemiczne, których szybkość reakcji zależy od stężenia molowego dwóch reagentów lub drugiej mocy jednego reagenta biorącego udział w reakcji. Dlatego, zgodnie z powyższą definicją kolejności reakcji, suma mocy, do których podwyższone są stężenia reagentów w równaniu prawa szybkości, zawsze będzie wynosić 2. Jeśli są dwa reagenty, szybkość reakcji będzie zależeć od pierwszej mocy stężenia każdego reagenta.

Rycina 01: Wykres porównujący dwa rodzaje kolejności reakcji przy użyciu czasu reakcji i stężenia reagenta.

Jeśli zwiększymy stężenie reagenta 2 razy (jeśli w równaniu szybkości występują dwa reagenty), wówczas szybkość reakcji zwiększy się 4 razy. Rozważmy na przykład następującą reakcję.

2A → P

Tutaj A jest reagentem, a P jest produktem. Następnie, jeśli jest to reakcja drugiego rzędu, równanie szybkości dla tej reakcji jest następujące.

Stawka = k [A]²⁾

Ale dla reakcji z dwoma różnymi reagentami, takimi jak następujące;

A + B → P

Stawka = k [A]¹[B]¹

Jaka jest różnica między reakcjami pierwszego i drugiego rzędu?

Reakcje pierwszego rzędu to reakcje chemiczne, których szybkość reakcji zależy od stężenia molowego jednego z reagentów biorących udział w reakcji. Dlatego, jeśli zwiększymy stężenie reagenta 2 razy, szybkość reakcji wzrośnie 2 razy. Reakcje drugiego rzędu to reakcje chemiczne, których szybkość reakcji zależy od stężenia molowego dwóch reagentów lub drugiej mocy jednego reagenta biorącego udział w reakcji. Stąd, jeśli zwiększymy stężenie reagenta 2 razy, szybkość reakcji wzrośnie 4 razy. Poniższa infografika przedstawia różnicę między reakcjami pierwszego i drugiego rzędu w formie tabelarycznej.

Podsumowanie - reakcje pierwszego i drugiego rzędu

Istnieją trzy główne typy reakcji zgodnie z kolejnością reakcji; reakcje zerowego rzędu, pierwszego i drugiego rzędu. Kluczowa różnica między reakcjami pierwszego i drugiego rzędu polega na tym, że szybkość reakcji pierwszego rzędu zależy od pierwszej mocy stężenia reagenta w równaniu szybkości, podczas gdy szybkość reakcji drugiego rzędu zależy od drugiej mocy składnika stężenia w równanie szybkości.

Odniesienie:

1. Libretexts. „Metody ustalania kolejności reakcji”. Chemia LibreTexts, Libretexts, 5 czerwca 2017 r. Dostępne tutaj