määr konstant on proportsionaalsuse tegur Portugali intressimääras keemiline kineetika mis seob reagentide molaarse kontsentratsiooni reaktsioonikiirusega. Seda tuntakse ka kui reaktsioonikiirus konstantne või reaktsioonikiiruse koefitsient ja on võrrandis tähistatud tähega k.
Peamised võtmed: hinnake konstanti
- Kiiruskonstant k on proportsionaalsuskonstant, mis näitab reagentide molaarse kontsentratsiooni ja keemilise reaktsiooni kiiruse suhet.
- Kiiruskonstandi võib leida eksperimentaalselt, kasutades reagentide molaarseid kontsentratsioone ja reaktsiooni järjekorda. Teise võimalusena võib selle arvutada Arrheniuse võrrandi abil.
- Kiirkonstandi ühikud sõltuvad reaktsiooni järjekorrast.
- Kiiruskonstant pole tõeline konstant, kuna selle väärtus sõltub temperatuurist ja muudest teguritest.
Hinnake konstantset võrrandit
Üldise keemilise reaktsiooni jaoks:
aA + bB → cC + dD
keemilise reaktsiooni kiirus võib arvutada järgmiselt:
Määr = k [A]a[B]b
Tingimuste ümberkorraldamisel on kursi konstant järgmine:
kiiruskonstant (k) = kiirus / ([A]a[B]a)
Siin on k kiiruskonstant ja [A] ja [B] on reagentide A ja B molaarsed kontsentratsioonid.
Tähed a ja b tähistavad tähte reaktsiooni järjekord A suhtes ja reaktsiooni järjekord b suhtes. Nende väärtused määratakse eksperimentaalselt. Koos annavad nad reaktsiooni järjekorra, n:
a + b = n
Näiteks kui A kontsentratsiooni kahekordistamine kahekordistab reaktsiooni kiirust või A kontsentratsiooni neljakordistumist, siis reaktsiooni kiirus kahekordistub, siis toimub A suhtes esimene järjekord. Kiiruse konstant on:
k = määr / [A]
Kui kahekordistada A kontsentratsiooni ja reaktsiooni kiirus suureneb neli korda, on reaktsiooni kiirus võrdeline A kontsentratsiooni ruuduga. Reaktsioon on A suhtes teises järjekorras.
k = määr / [A]2
Hinnake konstantset Arrheniuse võrrandi põhjal
Kiiruskonstanti võib väljendada ka kasutades: Arrheniuse võrrand:
k = Ae-Ea / RT
Siin on A osakeste kokkupõrke sageduse konstant, Ea on aktiveerimise energia reaktsioonist R on universaalne gaasikonstant ja T on absoluutne temperatuur. Arrheniuse võrrandist nähtub, et temperatuur on peamine tegur, mis mõjutab keemilise reaktsiooni kiirust. Ideaalis moodustab kiiruskonstant kõigi muutujate, mis mõjutavad reaktsioonikiirust.
Hinnake püsivaid ühikuid
Kiirkonstandi ühikud sõltuvad reaktsiooni järjekorrast. Üldiselt on reaktsiooni korral a + b kiiruskonstandi ühikud mol1−(m+n)· L(m+n)−1· S−1
- Nulljärjestuse reaktsiooni korral on kiiruskonstandi ühikud molaarsed sekundis (M / s) või mooli liitri kohta sekundis (mol·L)−1· S−1)
- Esimese astme reaktsiooni korral on kiiruskonstandil ühikud sekundis sekundi kohta-1
- Teise järgu reaktsiooni jaoks on kiiruskonstandil ühikud liitrit mooli kohta sekundis (L · mol−1· S−1) või (M−1· S−1)
- Kolmanda järgu reaktsiooni korral on kiiruskonstandil liitri ruutühikud ruutmeetri kohta sekundis (L2· Mol−2· S−1) või (M−2· S−1)
Muud arvutused ja simulatsioonid
Kõrgema järgu reaktsioonide või dünaamiliste keemiliste reaktsioonide jaoks rakendavad keemikud arvutitarkvara abil mitmesuguseid molekulaarse dünaamika simulatsioone. Need meetodid hõlmavad jagatud sadulteooriat, Bennett Chandleri protseduuri ja vahe-eesmärke.
Pole tõsi pidev
Vaatamata nimele pole kiiruskonstant tegelikult konstant. See kehtib ainult püsival temperatuuril. Seda mõjutab katalüsaatori lisamine või muutmine, rõhu muutmine või isegi kemikaalide segamine. Seda ei kohaldata, kui reaktsioonis muutub peale reagentide kontsentratsiooni ka midagi. Samuti ei toimi see väga hästi, kui reaktsioon sisaldab suuri kontsentratsioone suuri molekule, kuna Arrheniuse võrrand eeldab, et reagendid on ideaalsed sfäärid, mis teostavad ideaalseid põrkeid.
Allikad
- Connors, Kenneth (1990). Keemiline kineetika: lahuses reageerimise kiiruse uuring. John Wiley ja pojad. ISBN 978-0-471-72020-1.
- Daru, János; Stirling, András (2014). "Jagatud sadulateooria: uus idee kiiruse pidevaks arvutamiseks". J. Chem. Teooriaarvuti. 10 (3): 1121–1127. doi:10.1021 / ct400970y
- Isaacs, Neil S. (1995). "Jaotis 2.8.3". Füüsikaline orgaaniline keemia (2. väljaanne). Harlow: Addison Wesley Longman. ISBN 9780582218635.
- IUPAC (1997) Keemilise terminoloogia kogumik, 2. toim. ("kuldraamat").
- Laidler, K. J., Meiser, J.H. (1982). Füüsikaline keemia. Benjamin / Cummings. ISBN 0-8053-5682-7.