קצב תגובה: הגדרה, נוסחאות וגורמים

קצב התגובה הוא כמות המבטאת את מספר התגובות הכימיות המתרחשות ליחידת זמן. קצב התגובה מבטא את מולאריות המומס בתגובה המיוצרת בשנייה של התגובה.

כשרוצים לשרוף עץ. עלינו לכרות את העץ כדי לנקות אותו לגושי עץ.

מטרה זו לפשט את קצב תגובת הבעירה. בנוסף, הוספת סודה לשתייה לבצק עוזרת גם לבצק להגיב ביתר קלות.

כלומר, יש קצב שקובע אם תגובה כימית מהירה או איטית. לפרטים נוספים, שקול את ההסבר הבא.

הגדרת קצב התגובה

קצב התגובה או מהירות התגובה מציין את מספר התגובות הכימיות המתרחשות ליחידת זמן.

קצב התגובה מבטא את מולאריות המומס בתגובה המיוצרת בשנייה של התגובה.

מולריות היא מדד של כמה שומות מומס בליטר תמיסה מסומנות [X].

בהתבסס על ההבנה לעיל, אנו מניחים משוואה כימית.

aA + bB → cC + dD

a, b, c ו- d הם מקדמי התגובה, ו- A, B, C ו- D הם החומרים המעורבים בתגובה, [A], [B], [C] ו- [D] מייצגים את הריכוז של החומר- חומרים אלה. קצב התגובה במערכת נקבע

עם הזמן מספר מולקולות המגיב A ו- B יקטן ומספר מולקולות המוצר C ו- D יגדל.

יתר על כן, חוק קצב התגובה קובע משוואה המציגה את הקשר או הקשר בין קצב התגובה המסוימת לריכוז המגיב.

נוסחאות ומשוואות של שיעור תגובה

על פי המשוואה הכימית לעיל, חוק משוואת קצב התגובה הוא כדלקמן:

מֵידָע:

v = קצב תגובה

k = קבוע בקצב התגובה

x = סדר התגובה ביחס ל- A

y = סדר התגובה ביחס ל- B

x + y = סדר התגובה הכולל

במקרה זה, הערכים עבור קבועי הקצב, k והערכים עבור x ו- y נקבעים בניסוי, ולא בהתבסס על המקדמים הסטויוכיומטריים של משוואת התגובה המקבילה.

בקצב התגובה, קיימת תיאוריה שיכולה להסביר זאת, הנקראת תורת ההתנגשות. על פי תיאוריה זו, התגובות הכימיות המתרחשות יכולות להתרחש בגלל החלקיקים המתנגשים.

תאוריית ההתנגשות קובעת שכאשר חלקיקי המגיב המתאימים מתנגשים זה בזה, רק אחוז מסוים מההתנגשות גורם לשינוי כימי אמיתי או משמעותי.

שינוי מוצלח זה נקרא התנגשות מוצלחת. להתנגשות מוצלחת יש אנרגיה מספקת, המכונה גם אנרגיית הפעלה, בזמן ההתנגשות כדי לשבור קשרים קיימים וליצור את כל הקשרים החדשים.

התוצאה היא תוצר התגובה. הגדלת ריכוז החלקיקים המגיבים או העלאת הטמפרטורה, גרימת התנגשויות רבות יותר ולכן התנגשויות מוצלחות יותר, מעלה את קצב התגובה.

גורמים משפיעים

גורם זה מאפשר לנו לשלוט בקצב התגובה, כלומר הוא מאט תגובות לא רצויות ומגביר את קצב התגובות הנוחות.

להלן הגורמים המשפיעים על קצב התגובה, בין היתר:

1. ריכוז, ככל שהריכוז גבוה יותר, כך התנגשויות תכופות יותר בין מולקולות והתגובה מהירה יותר.
2. גע בשטח פני השטח, ככל ששטח הפנים של החלקיקים יותר, כך תדירות ההתנגשות גבוהה יותר, כך שהתגובה יכולה להתרחש מהר יותר.
3. טֶמפֶּרָטוּרָה, קצב התגובה יאיץ ככל שהטמפרטורה עולה.
4. זָרָז, הוא חומר שיכול להאיץ את קצב התגובה על ידי הפחתת אנרגיית ההפעלה.

דוגמה לבעיה בקצב התגובה

דוגמה 1

לחדר בנפח של 2 ליטר מוחדרים 4 שומות גז HI אשר מתפרקות לגז H₂ ואני₂.

לאחר 5 שניות, יש חפרפרת אחת של גז H בתא₂. קבע את קצב התגובה ליצירת גז H₂ וקצב התגובה לפירוק של גז HI הוא ...

הֶסדֵר:

דוגמה 2

תגובה כימית המתרחשת בטמפרטורה של 30 מעלות אורכת 40 שניות. כל עליית טמפרטורה של 10 מעלות צלזיוס, התגובה תהיה מהירה פי שניים מקודם. כמה זמן זה ייקח אם הטמפרטורה תעלה ל 50 ° C.

הֶסדֵר:

דוגמה 3

אם התגובה N₂ + H₂ → NH₃, מהירות התגובה המבוססת על N₂ מבוטא כ- xN ומבוסס על H₂ מבוטא כ- XH אז המשוואה הנכונה היא ...

הֶסדֵר:

לכן, משוואת התגובה הנכונה לתיאור התגובה היא xN = xH.