Cum se clasifică ordinele de reacție chimică folosind cinetica

Reacțiile chimice pot fi clasificate în funcție de cinetica lor de reacție, studiul ratelor de reacție.

Teoria cinetică afirmă că particulele minute de toată materia sunt în mișcare constantă și că temperatura unei substanțe depinde de viteza acestei mișcări. Mișcarea crescută este însoțită de o temperatură crescută.

Forma de reacție generală este:

aA + bB → cC + dD

Reacțiile sunt clasificate ca reacții de ordin zero, de primă ordine, de ordinul doi sau de ordine mixtă (ordine superioară).

Cheltuieli cheie: ordine de reacție în chimie

• Reacțiilor chimice li se pot atribui ordine de reacție care descriu cinetica lor.
• Tipurile de comenzi sunt de ordin zero, de primă ordine, de ordinul doi sau de ordine mixtă.
• O reacție de ordine zero se desfășoară în ritm constant. O rată de reacție de prim ordin depinde de concentrația unuia dintre reactanți. O rată de reacție de ordinul doi este proporțională cu pătratul concentrației unui agent de reacție sau produsul concentrației a doi reactanți.

Reacții de ordin zero

Reacțiile de ordine zero (unde ordinea = 0) au o rată constantă. Viteza unei reacții de ordin zero este constantă și independentă de concentrația reactanților. Această rată este independentă de concentrația reactanților. Legea tarifelor este:

rata = k, cu k având unitățile de M / sec.

Reacții de ordinul întâi

O reacție de prim ordin (unde ordinea = 1) are o rată proporțională cu concentrația unuia dintre reactanți. Viteza unei reacții de prim ordin este proporțională cu concentrația unui agent de reacție. Un exemplu obișnuit al unei reacții de prim ordin este descompunerea radioactivă, procesul spontan prin care un nucleu atomic instabil se descompune în fragmente mai mici și mai stabile. Legea tarifelor este:

rata = k [A] (sau B în loc de A), cu k având unitățile de sec^-1

Reacții de ordinul doi

O reacție de ordinul doi (unde ordinea = 2) are o rată proporțională cu concentrația pătratului unui singur reactant sau produsul concentrației a doi reactanți. Formula este:

rata = k [A]² (sau înlocuitorul B pentru A sau k înmulțit cu concentrația de A de ori concentrația de B), cu unitățile constantei de viteză M^-1sec^-1

Reactii de ordine mixta sau de ordin superior

Reacțiile de ordine mixtă au o ordine fracționată pentru rata lor, cum ar fi:

rata = k [A]^1/3

Factorii care afectează rata de reacție

Cinetica chimică prevede că rata unei reacții chimice va fi crescută de factori care cresc energia cinetică a reactanților (până la un punct), ceea ce duce la creșterea probabilității ca reacționanii să interacționeze între ei. În mod similar, factorii care reduc șansa de reacție la coliziune unul cu celălalt pot fi de așteptat să scadă rata de reacție. Principalii factori care afectează rata de reacție sunt:

• Concentrația reactanților: o concentrație mai mare de reactanți duce la mai multe coliziuni pe unitatea de timp, ceea ce duce la o rată de reacție crescută (cu excepția reacțiilor de ordin zero).
• Temperatură: De obicei, o creștere a temperaturii este însoțită de o creștere a vitezei de reacție.
• Prezența catalizatorilor: catalizatorii (cum ar fi enzimele) scad energia de activare a unei reacții chimice și cresc rata unei reacții chimice fără a fi consumate în proces. 
• Starea fizică a reactanților: Reactanții în aceeași fază pot intra în contact prin acțiune termică, dar suprafața și agitația afectează reacțiile dintre reactanți în diferite faze.
• Presiune: pentru reacțiile care implică gaze, creșterea presiunii crește coliziunile dintre reactanți, crescând rata de reacție.

În timp ce cinetica chimică poate prezice rata unei reacții chimice, nu determină măsura în care reacția are loc.