Nopeus vakio

In kemiallisen kinetiikan , nopeus vakio (tai nopeuden kerroin ) k on mitta määrä on kemiallinen reaktio .

Jotta alkeisreaktio tai ala-vaiheen reaktanttien välillä ja B , The reaktio nopeus riippuu pitoisuuksia. Reaktionopeus suljetussa reaktorissa ajanjaksolla v (t) voidaan määrittää ilmaisulla:

{\ displaystyle v (t) = k (T) [A] ^ {m} [B] ^ {n}}

Tässä suhteellisuusvakio k ( T ) on reaktion nopeusvakio, joka riippuu lämpötilasta. [ ] Ja [ B ] ovat pitoisuudet on ja B . Eksponentteja m ja n kutsutaan osareaktiojärjestyksiksi . Ne riippuvat reaktiomekanismista ja voidaan määrittää kokeellisesti.

Yksiköt

Nopeusvakion yksiköt riippuvat kokonaisreaktion järjestyksestä. Jos pitoisuudet ilmaistaan mol · L −1 (usein lyhennettynä M), niin:

järjestykselle ( m + n ) nopeusvakion yksiköt ovat mol 1− ( m + n ) · L ( m + n ) −1 · s −1 ;
ja nolla-asteen reaktion nopeusvakio on yksiköt Moll -1 · s -1 (tai M-· s -1 );
ensimmäisen kertaluvun reaktion nopeusvakiossa on yksiköt s −1 ;
toisen kertaluvun reaktiossa yksiköt ovat L · mol −1 · s −1 (tai M −1 · s −1 );
ja kolmannen asteen yksiköt ovat L 2 · mol −2 · s −1 (tai M −2 · s −1 ).

Lämpötilariippuvuus

Nopeuskertoimen sanotaan olevan nopeusvakio, koska se on riippumaton reagenssien pitoisuuksista. Se vaihtelee kuitenkin lämpötilan ( T ) funktiona , yleensä Arrheniuksen lain mukaan .

k = Ae ^ {{\ frac {-E _ {{\ mathrm a}}} {RT}}}

Täällä E on aktivointi energia ja R on universaali vakio ideaalikaasua . Lämpötilassa T , eksponentiaalinen funktio edustaa tässä osa molekyyli- törmäykset, joilla on energiaa suurempi kuin E mukaan Boltzmannin jakauma niin, että molekyyleillä on tarpeeksi energiaa reagoida. A: n sanotaan olevan eksponentiaalinen tekijä tai taajuuskerroin (ei pidä sekoittaa reagenssiin A).

Nopeat reaktiot

Hyvin nopean reaktion nopeusvakio voidaan mitata lämpötilan hyppymenetelmällä .