תוֹכֶן
קצב התגובה של כל תגובה נתונה הוא הקצב בו המרכיבים עוסקים בתגובה הספציפית ויוצרים תוצאה חדשה (תרכובת או משקעים, למשל). לעומת זאת, סדר התגובה הוא המקדם המופעל על כל אחד מהרכיבים בחישוב קצב התגובה. חוק הקצב הוא הביטוי המתמטי של קצב התגובה, וזה יכול ללבוש כמה צורות: קצב ממוצע לאורך זמן, קצב מיידי בכל נקודה ספציפית וקצב תגובה ראשוני.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
יש לקבוע את סדר התגובה בניסוי תוך שימוש בריכוזים ראשוניים של רכיבים ובדיקה בכדי לראות כיצד שינוי בריכוז או בלחץ שלהם משפיע על ייצור המוצר שהתקבל.
קצב התגובה יכול להישאר יציב או להשתנות לאורך זמן, והוא יכול להיות מושפע מהריכוזים של כל רכיב או על ידי אחד או שניים בלבד. ריכוזים אלה יכולים להשתנות לאורך זמן ככל שהתגובה נמשכת כך שקצב התגובה משתנה וקצב השינוי עצמו משתנה. קצב התגובה יכול להשתנות גם על סמך גורמים מעורפלים אחרים כמו שטח פנים שעומד לרשות המגיב שיכול גם להשתנות לאורך זמן.
סדר התגובה
כאשר קצב התגובה משתנה ישירות עם הריכוז של מרכיב אחד, אומרים שהוא תגובה ממדרגה ראשונה. במונחים שוכבים, גודל המדורה תלוי בכמה עץ שמים עליו. כאשר קצב התגובה משתנה עם ריכוזם של שני רכיבים, זו תגובה מסדר שני. מבחינה מתמטית, "סכום הממצאים בחוק התעריף שווה לשניים."
מה המשמעות של תגובה מסדר אפס
כאשר קצב התגובה אינו משתנה בהתאם לריכוז של כל אחד מהריגנטים בכלל, אומרים כי מדובר בתגובה של סדר אפס או אפס. במקרה כזה, קצב התגובה של כל תגובה ספציפית פשוט שווה לקצב הקבוע, המיוצג על ידי k. תגובה של סדר אפס באה לידי ביטוי בצורה r = k, איפה r הוא קצב התגובה ו k הוא הקצב קבוע. כאשר מתוארים כנגד הזמן, הקו המציין את נוכחותם של המגיבים נופל בקו ישר, והקו המציין את נוכחות המוצר עולה בקו ישר. שיפוע הקו משתנה עם התגובה הספציפית, אך קצב הנטייה של A (כאשר A הוא רכיב) שווה לקצב הגידול של C (כאשר C הוא המוצר).
מונח ספציפי נוסף הוא תגובה פסאודו מסדר אפס מכיוון שהיא אינה מודל מושלם. כאשר ריכוז מרכיב אחד הופך לאפס דרך התגובה עצמה, התגובה נפסקת. רגע לפני אותה נקודה, השיעור מתנהג יותר כמו תגובה טיפוסית מהסדר הראשון או השני. זהו מקרה יוצא דופן אך לא נדיר של קינטיקה, בדרך כלל הוביל למצב מלאכותי כלשהו או לא טיפוסי בדרך אחרת, כמו חשיבות מכרעת של מרכיב אחד או, בצד השני של המשוואה, מחסור מלאכותי של מרכיב אחר. חשבו על מקרה בו הרבה מאוד מרכיב מסוים קיים אך אינו זמין לתגובה מכיוון שהוא מציג שטח פנים מוגבל לתגובה.
מציאת סדר תגובה ושיעור קבוע
חוק התעריפים k יש לקבוע באמצעות ניסוי. להבין את קצב התגובה הוא פשוט; הדברים בעולם האמיתי, לא אלגברה. אם ריכוז המרכיבים הראשוניים יורד בצורה ליניארית עם הזמן או שריכוז המוצר עולה באופן ליניארי עם הזמן, יש לך תגובה של סדר אפס. אם זה לא, יש לך מתמטיקה לעשות.
באופן ניסוי, אתה קובע k השימוש בריכוזים הראשוניים או בלחצים של רכיבים, ולא בממוצע, שכן נוכחות המוצר המתקבל ככל שעובר הזמן יכולה להשפיע על קצב התגובה. ואז אתה מבצע מחדש את הניסוי, משנה את הריכוז הראשוני של A או B, ומתבונן בשינוי, אם בכלל, בשיעור הייצור המתקבל של C, המוצר. אם אין שינוי, יש לך תגובה מסדר אפס. אם השיעור משתנה ישירות עם ריכוז A, יש לך תגובה ממדרגה ראשונה. אם זה משתנה עם הריבוע של A, יש לך תגובה מסדר שני וכן הלאה.
יש סרטון מסביר טוב ביוטיוב.
עם מעט זמן במעבדה, זה יתברר אם יש לך חוק תעריף אפס, ראשון, שני או מסובך יותר. השתמש תמיד בשיעורים ראשוניים של רכיבים לצורך החישובים שלך, ובתוך שתיים או שלוש גרסאות (הכפילה ואז שילשה את הלחץ של רכיב נתון, למשל), יתברר עם מה אתה מתמודד.