Kinetik Flashcards
Vilka fyra faktorer påverker reaktionshastighet?
Koncentrationen av reaktanter, reaktanternas fas/fysiska stadie, temperatur och användning av en katalysator.
Förklara mer detaljerat hur koncentrationer av rekatanter påverkar reaktionshastighet.
Högre konc -> mer molekyler -> fler potentiella kollisioner -> snabbare reaktion
Hur påverkar reaktanternas fysiska stadie reaktionshastigheten?
Molekyler behöver blandas/mixas för att kunna reagera med varandra och deras fysiska stadie är avgörande. När ämnen är mixade kan reaktioner ske lite var som helst medan reaktanter av olika fas endast kan reagera vid ytan som skiljer dem åt.
Hur påverkar temperatur reaktionshastigheten?
Molekyler behöver en viss energi för att reagera och högre temperatur höjer andelen molekyler som når upp till energin som behövs. Högre temp ökar också hastigheten på molekyler, vilket gör att de oftare kolliderar, alltså höjer kollisionsfrekvens.
Hur påverkar en katalysator reaktionshastighet?
En katalysator sänker aktiveringsenergin och leder på så sätt till att fler molekyler når upp till aktiveringsenergin som behlvs för att reagera.
När vi vill uttrycka reaktionshastighet kan vi göra det på två sätt, vilka är dessa sätt och hur ser utrycken ut?
Vi kan antingen mäta hur fort reaktanter [A] förbrukas, eller hur snabbt produkter [B] bildas. reaktionshastighetsuttrycket (R) för [A] är: -d[A]/dt och för [B] är det: d[B]/dt. För reaktanter sätter man ett minustecken framför för att skillnaden i [A] blir negativ (eftersom reaktant minskar med tiden). För [B] är uttrycket positivt eftersom produkt ökar med tiden.
För den balanserade reaktionen:
C2H4(g) + O3(g) ⥫⥬ C2H4O(g) + O2(g)
Beskriv hur kurvan för reaktionshastighet (konc vs tid) för O3 (g) och O2 (g) ser ut i förhållande till varandra.
Eftersom O3 är reaktant i reaktionen åt höger och har sin högsta konc. vid t=0 kommer reaktionshastigheten att minska ju mer tiden och minska när koncentrationen minskar. Minskningen i rekationshastighet kommer inte att vara konstant utan ske som naturligt sönderfall.
Eftersom det går åt en O3 för att producera en O2 kommer kurvan för O2 att se ut som den för O3 men inverterad.
H2(g) + I2(g) ⟶ 2HI(g)
Hur ser kurvan för reaktionshastighet för I2 vs HI ut i denna reaktion (balanserad)?
Eftersom det går åt en I2 för att generera två st HI kommer reaktionshastigheten för HI vara dubbelt så hög som för åtgången av I2. När hastigheten planar ut kommer konc av HI (produkt) vara dubbelt så stor som för I2 (reaktant).
We can summarize these results for any reaction,
aA + bB ⟶ cC + dD
where a, b, c, and d are coefficients of the balanced equation, as follows:
Rate = − 1/a x Δ[A]/Δt = − 1/b x Δ[B]/Δt osv.
Både hastighet och koncentration ändras med tiden i de flesta reaktioner och hastigheten är proportionell mot koncentrationen. Vi använder den så kallade “rate law” / rate equation: Rate = k[A]^m[B]^n… vad är k och m/n i ekvationen som vi bara kan hitta experimentellt? förklara.
hastighetskonstanten k är konstant för en viss reaktion vid en given temperatur och förblir konstant under hela reaktionen. Denna har olika enhet beroende på ordning.
Exponenterna m och n anger reaktionsordningen, vilket definierar hur de olika reaktanternas koncentrationer påverkar reaktionshastigheten.
Vilka är de olika typerna av reaktionsordningar som finns? Ange deras uttryck för reaktionen: A ⟶ produkter.
första, andra och nollte ordningens reaktion.
första: R = k[A] (dubblas konc A så dubblas R)
andra: R = k[A]^2 (tripplas konc A så niodubblas R)
nollte: R = k[A]^0 = k(1) = k (R beror inte på konc A)
NO(g) + O3(g)⟶ NO2(g) + O2(g)
a) Hur ser the rate equation ut för reaktionen?
b) vilken ordning har reaktionen m.a.p. NO?
c) vilken ordning har reaktionen generellt?
a) R=k[NO][O3]
b) första ordningen m.a.p. NO eftersom ingen koefficient i R-ekvationen.
c) NO = första, O3 = första –> 1 + 1 = 2 –> andra ordningen generellt.
Varför kan vi bara hitta reaktionsordning experimentellt?
Vi behöver göra det experimentellt för att koefficienterna inte alltid stämmer överens med reaktionsordning. Tex reaktionen 2NO(g) + 2H2(g) ⟶ N2(g) + 2H2O(g) har 2H2 men R=k[NO]^2[H2] (där H2 är av första ordningen alltså). Reaktionsmekanismen kan också innefatta reaktionsintermediärer.
En mer komplex reaktionsmekanism kan bestå
utav flera elementarreaktioner innehållande en reaktionsintermediär, vad innebär detta?
Med elementarreaktion menar man en delreaktion som resulterar i att reaktanter bildar produkt och en reaktionsintermediär är en produkt i en delreaktion och sedan reaktant i nästa. Reaktionsintermediären existerar alltså bara en kort stund och syns inte i reaktionsformeln.
Vad menas med en reaktions halveringstid eller “half life”? Vad är ekvationen för t1/2?
Den tid det tar för reaktant-koncentrationen att nå hälften av dess initiala värde.
t1/2=ln2/k för en första ordningens rekation.
Vad använder vi de integrerade “rate laws” till?
När vi integrerar hastighetslagarna inkluderas även tid som en parameter, vilket gör att vi kan svara på frågeställningar som “Hur lång tid tar det att använda upp x mol per liter A?” och “Vad är [A] efter y minuters reaktion?”
