- จลนพลศาสตร์เคมีศึกษาอะไร?
- ความเร็วในการทำปฏิกิริยา
- คำนิยาม
- สมการทั่วไป
- ตัวอย่างของหวาน
- วิธีการตรวจสอบ
- ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา
- ลักษณะของสารเคมี
- ความเข้มข้นของรีเอเจนต์
- อุณหภูมิ
- ลำดับปฏิกิริยาในจลนศาสตร์เคมี
- ปฏิกิริยาการสั่งซื้อเป็นศูนย์
- ปฏิกิริยาการสั่งซื้อครั้งแรก
- ปฏิกิริยาลำดับที่สอง
- ลำดับปฏิกิริยาเทียบกับโมเลกุล
- การประยุกต์ใช้งาน
- อ้างอิง
จลนพลศาสตร์เคมีคือการศึกษาของอัตราการเกิดปฏิกิริยา สรุปข้อมูลเชิงทดลองหรือเชิงทฤษฎีเกี่ยวกับกลไกระดับโมเลกุลผ่านกฎที่แสดงโดยสมการทางคณิตศาสตร์ กลไกประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆซึ่งบางขั้นตอนเร็วและบางขั้นตอนก็ช้า
ขั้นตอนที่ช้าที่สุดเรียกว่าขั้นตอนกำหนดความเร็ว ดังนั้นการรู้จักสายพันธุ์กลางและกลไกการทำงานของขั้นตอนนี้จึงมีความสำคัญมากในแง่จลน์ การมองเห็นอย่างหนึ่งของข้างต้นคือการสมมติว่ารีเอเจนต์อยู่ในขวดและเมื่อทำปฏิกิริยาผลิตภัณฑ์จะหนีออกไปด้านนอก

ในที่สุดผลิตภัณฑ์ก็โผล่ออกมาจากปากขวดได้อย่างอิสระโดยไม่มีสิ่งกีดขวางทางจลน์เพิ่มเติม จากมุมมองนี้มีขวดหลายขนาดและหลายแบบ อย่างไรก็ตามพวกเขาทั้งหมดมีองค์ประกอบหนึ่งที่เหมือนกันคือคอที่แคบซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ขั้นตอนที่เด็ดขาดของปฏิกิริยา
จลนพลศาสตร์เคมีศึกษาอะไร?
จากการทดลองสาขาเคมีนี้จะศึกษาการแปรผันของความเข้มข้นที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมีโดยอาศัยการวัดคุณสมบัติเฉพาะ
จลนพลศาสตร์เคมีเป็นสาขาของเคมีที่รับผิดชอบในการศึกษาข้อมูลทั้งหมดที่ได้มาจากความเร็วของปฏิกิริยา ชื่อของมันชวนให้คุณจินตนาการถึงนาฬิกาพกที่ทำเครื่องหมายเวลาของกระบวนการไม่ว่าจะเกิดขึ้นที่ใด: ในเครื่องปฏิกรณ์ในก้อนเมฆในแม่น้ำในร่างกายมนุษย์ ฯลฯ
ปฏิกิริยาเคมีทั้งหมดและดังนั้นการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดจึงมีลักษณะทางอุณหพลศาสตร์สมดุลและจลน์ อุณหพลศาสตร์บ่งชี้ว่าปฏิกิริยาเกิดขึ้นเองหรือไม่ ความสมดุลระดับของปริมาณ และจลนศาสตร์เป็นเงื่อนไขที่สนับสนุนความเร็วและข้อมูลเกี่ยวกับกลไกของมัน
ลักษณะสำคัญหลายประการของจลนพลศาสตร์เคมีสามารถสังเกตได้ในชีวิตประจำวัน: ในตู้เย็นซึ่งแช่แข็งอาหารเพื่อลดการสลายตัวโดยการแช่แข็งน้ำที่เป็นส่วนหนึ่งของมัน นอกจากนี้ในการเจริญเติบโตของไวน์ที่มีอายุมากทำให้ได้รสชาติที่ถูกใจ
อย่างไรก็ตาม "เวลาของโมเลกุล" มีความแตกต่างกันมากในเกล็ดเล็ก ๆ และแตกต่างกันอย่างมากตามปัจจัยหลายประการ (จำนวนและประเภทของพันธะขนาดสถานะของสสาร ฯลฯ )
เพราะเวลาคือชีวิตและมันก็เป็นเงินเช่นกันการรู้ว่าตัวแปรใดที่ทำให้ปฏิกิริยาเคมีดำเนินไปได้เร็วที่สุดจึงมีความสำคัญสูงสุด อย่างไรก็ตามบางครั้งก็ต้องการสิ่งที่ตรงกันข้ามนั่นคือปฏิกิริยาเกิดขึ้นช้ามากโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้ามันถูกคายความร้อนและมีความเสี่ยงที่จะระเบิด
ตัวแปรเหล่านี้คืออะไร? บางอย่างเป็นกายภาพเช่นความดันหรืออุณหภูมิที่เครื่องปฏิกรณ์หรือระบบควรมี และอื่น ๆ เป็นสารเคมีเช่นชนิดของตัวทำละลาย pH ความเค็มโครงสร้างโมเลกุลเป็นต้น
อย่างไรก็ตามก่อนที่จะพบตัวแปรเหล่านี้เราต้องศึกษาจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาปัจจุบันก่อน
อย่างไร? ผ่านการแปรผันของความเข้มข้นซึ่งสามารถติดตามได้หากคุณสมบัติเฉพาะที่เป็นสัดส่วนกับค่าแรกเป็นปริมาณ ตลอดประวัติศาสตร์วิธีการต่างๆมีความซับซ้อนมากขึ้นทำให้สามารถวัดได้อย่างแม่นยำและแม่นยำยิ่งขึ้นและมีช่วงเวลาที่สั้นลงเรื่อย ๆ
ความเร็วในการทำปฏิกิริยา
ในการกำหนดความเร็วของปฏิกิริยาเคมีจำเป็นต้องทราบว่าความเข้มข้นแตกต่างกันอย่างไรในช่วงเวลาของสิ่งมีชีวิตใด ๆ ที่เกี่ยวข้อง ความเร็วนี้ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย แต่สิ่งที่สำคัญที่สุดคือสามารถวัดได้สำหรับปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น "อย่างช้าๆ"
ในที่นี้คำว่า "ช้า" มีความสัมพันธ์และถูกกำหนดไว้สำหรับทุกสิ่งที่สามารถวัดได้ด้วยเทคนิคการบรรเลงที่มีอยู่ ตัวอย่างเช่นหากปฏิกิริยาเร็วกว่าความสามารถในการวัดของอุปกรณ์มากก็จะไม่เป็นเชิงปริมาณและไม่สามารถศึกษาจลนศาสตร์ได้
จากนั้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะถูกกำหนดที่ขีด จำกัด ของกระบวนการใด ๆ ก่อนที่จะเข้าสู่สภาวะสมดุล ทำไม? เนื่องจากในสภาวะสมดุลความเร็วของปฏิกิริยาไปข้างหน้า (การสร้างผลิตภัณฑ์) และปฏิกิริยาย้อนกลับ (การสร้างสารตั้งต้น) มีค่าเท่ากัน
โดยการควบคุมตัวแปรที่ทำหน้าที่ในระบบและด้วยเหตุนี้จลนศาสตร์หรือความเร็วของปฏิกิริยาจึงสามารถเลือกเงื่อนไขที่เหมาะสมเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์จำนวนหนึ่งในเวลาที่ต้องการและปลอดภัยที่สุด
ในทางกลับกันความรู้นี้เผยให้เห็นกลไกระดับโมเลกุลซึ่งมีค่าเมื่อเพิ่มผลผลิตของปฏิกิริยา
คำนิยาม
Velocity คือการเปลี่ยนแปลงของขนาดตามฟังก์ชันของเวลา สำหรับการศึกษาเหล่านี้ความสนใจอยู่ที่การกำหนดรูปแบบของความเข้มข้นเมื่อชั่วโมงและนาทีผ่านไป nano, pico หรือแม้แต่ femtoseconds (10 -15 s)
มันสามารถมีได้หลายหน่วย แต่ง่ายที่สุดและง่ายที่สุดคือ M · s -1หรือเท่ากับ mol / L · s ไม่ว่าจะเป็นหน่วยใดก็ตามควรมีค่าเป็นบวกเสมอเนื่องจากเป็นปริมาณทางกายภาพ (เช่นมิติหรือมวล)
อย่างไรก็ตามตามอัตภาพอัตราการหายไปของสารตั้งต้นมีเครื่องหมายลบและลักษณะที่ปรากฏของผลิตภัณฑ์มีสัญญาณบวก
แต่ถ้าสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์มีความเร็วในตัวเองแล้วจะหาอัตราการเกิดปฏิกิริยาโดยรวมได้อย่างไร? คำตอบอยู่ในสัมประสิทธิ์สโตอิชิโอเมตริก
สมการทั่วไป
สมการทางเคมีต่อไปนี้แสดงปฏิกิริยาของ A และ B ในรูปแบบ C และ D:
a A + b B => ค C + d D
ความเข้มข้นของโมลาร์มักจะแสดงในวงเล็บเหลี่ยมตัวอย่างเช่นความเข้มข้นของชนิด A เขียนเป็น ดังนั้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาสำหรับสารเคมีแต่ละชนิดที่เกี่ยวข้องคือ:

ตามสมการทางคณิตศาสตร์มีสี่เส้นทางที่จะไปถึงความเร็วของปฏิกิริยา: วัดความแปรผันของความเข้มข้นของสารตั้งต้น (A หรือ B) หรือผลิตภัณฑ์ (C หรือ D)
จากนั้นด้วยค่าใดค่าหนึ่งและค่าสัมประสิทธิ์สโตอิชิโอเมตริกที่ถูกต้องหารด้วยค่าหลังจึงได้อัตราการเกิดปฏิกิริยา rxn
เนื่องจากอัตราการเกิดปฏิกิริยาเป็นปริมาณบวกเครื่องหมายลบจึงคูณค่าอัตราลบของสารตั้งต้น ด้วยเหตุนี้สัมประสิทธิ์ a และ b จึงคูณด้วย (-1)
ตัวอย่างเช่นถ้าอัตราการหายไปของ A คือ - (5M / s) และสัมประสิทธิ์สโตอิชิโอเมตริก a คือ 2 ดังนั้นอัตรา rxn จะเท่ากับ 2.5M / s ((-1/2) x 5)
ตัวอย่างของหวาน

หากผลิตภัณฑ์นั้นเป็นของหวานส่วนผสมที่คล้ายคลึงกันจะเป็นรีเอเจนต์ และสมการทางเคมีสูตร:
7 คุกกี้ + 3 บราวนี่ + 1 ไอศกรีม => ของหวาน 1 อย่าง
และความเร็วของส่วนผสมหวานแต่ละชนิดและตัวขนมเอง ได้แก่ :

ดังนั้นความเร็วในการทำขนมจึงสามารถกำหนดได้ด้วยรูปแบบของคุกกี้บราวนี่ไอศกรีมหรือชุดนั้นเอง จากนั้นหารด้วยสัมประสิทธิ์สโตอิชิโอเมตริก (7, 3, 1 และ 1) อย่างไรก็ตามเส้นทางใดเส้นทางหนึ่งอาจง่ายกว่าอีกเส้นทางหนึ่ง
ตัวอย่างเช่นหากคุณวัดว่าการเพิ่มขึ้นในช่วงเวลาต่างๆกันอย่างไรการวัดเหล่านี้อาจมีความซับซ้อน
ในทางกลับกันการวัดอาจสะดวกและใช้งานได้จริงเนื่องจากจำนวนหรือคุณสมบัติบางอย่างที่ทำให้ตรวจสอบความเข้มข้นได้ง่ายกว่าบราวนี่หรือไอศกรีม
วิธีการตรวจสอบ
เมื่อพิจารณาจากปฏิกิริยาอย่างง่าย A => B ตัวอย่างเช่นถ้า A ในสารละลายที่เป็นน้ำมีสีเขียวก็ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของมัน ดังนั้นเมื่อ A กลายเป็น B สีเขียวจะหายไปและหากมีการหาจำนวนการหายไปนี้ก็จะได้เส้นโค้งเทียบกับ t
ในทางกลับกันถ้า B เป็นสายพันธุ์ที่เป็นกรด pH ของสารละลายจะลดลงเหลือค่าที่ต่ำกว่า 7 ดังนั้นจากการที่ pH ลดลงกราฟเทียบกับ t จะได้รับติดต่อกัน จากนั้นการซ้อนทับกราฟทั้งสองเราจะเห็นสิ่งต่อไปนี้:

กราฟแสดงให้เห็นว่ามันลดลงอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากมันถูกใช้ไปและเส้นโค้งจะเพิ่มขึ้นอย่างไรเมื่อมีความชันเป็นบวกเนื่องจากเป็นผลคูณ
นอกจากนี้ยังชื่นชมว่ามันมีแนวโน้มที่จะเป็นศูนย์ (ถ้าไม่มีสมดุล) และถึงค่าสูงสุดที่ควบคุมโดย stoichiometry และหากปฏิกิริยาเสร็จสมบูรณ์ (ใช้ A ทั้งหมด)
อัตราการเกิดปฏิกิริยาของทั้ง A และ B คือเส้นสัมผัสบนเส้นโค้งใดเส้นโค้งเหล่านี้ กล่าวอีกนัยหนึ่งอนุพันธ์
ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา
ลักษณะของสารเคมี
หากปฏิกิริยาทางเคมีทั้งหมดเกิดขึ้นในทันทีการศึกษาจลน์ของพวกเขาจะไม่มีอยู่จริง หลายคนมีความเร็วสูงจนไม่สามารถวัดได้ นั่นคือไม่สามารถวัดผลได้
ดังนั้นปฏิกิริยาระหว่างไอออนมักจะเร็วและสมบูรณ์มาก (โดยให้ผลผลิตประมาณ 100%) ในทางกลับกันผู้ที่เกี่ยวข้องกับสารประกอบอินทรีย์ต้องใช้เวลาพอสมควร ปฏิกิริยาประเภทแรกคือ:
H 2 SO 4 + 2NaOH => นา2 SO 4 + 2H 2 O
ปฏิกิริยาไฟฟ้าสถิตที่รุนแรงระหว่างไอออนช่วยให้เกิดน้ำและโซเดียมซัลเฟตอย่างรวดเร็ว แต่ปฏิกิริยาประเภทที่สองคือตัวอย่างเช่นการเอสเทอริฟิเคชันของกรดอะซิติก:
CH 3 COOH + CH 3 CH 2 OH => CH 3 COOCH 2 CH 3 + H 2 O
แม้ว่าน้ำจะเกิดขึ้น แต่ปฏิกิริยาก็ไม่เกิดขึ้นทันที แม้จะอยู่ภายใต้สภาวะที่เอื้ออำนวย แต่ก็ต้องใช้เวลาหลายชั่วโมงในการดำเนินการ
อย่างไรก็ตามตัวแปรอื่น ๆ มีผลต่อความเร็วของปฏิกิริยามากกว่า ได้แก่ ความเข้มข้นของสารตั้งต้นอุณหภูมิความดันและการมีอยู่ของตัวเร่งปฏิกิริยา
ความเข้มข้นของรีเอเจนต์

ในจลนศาสตร์เคมีพื้นที่ที่อยู่ระหว่างการศึกษาซึ่งแยกออกจากอินฟินิตี้เรียกว่าระบบ ตัวอย่างเช่นเครื่องปฏิกรณ์บีกเกอร์ขวดคลาวด์ดาว ฯลฯ ถือได้ว่าเป็นระบบที่อยู่ระหว่างการศึกษา
ดังนั้นภายในระบบโมเลกุลจึงไม่คงที่ แต่จะ "เดินทาง" ไปทั่วทุกมุม ในบางส่วนของการเคลื่อนย้ายเหล่านี้จะชนกับโมเลกุลอื่นเพื่อย้อนกลับหรือสร้างผลิตภัณฑ์
จากนั้นจำนวนการชนจะเป็นสัดส่วนกับความเข้มข้นของสารตั้งต้น ภาพด้านบนแสดงให้เห็นว่าระบบเปลี่ยนจากความเข้มข้นต่ำไปสูงอย่างไร
นอกจากนี้ยิ่งมีการชนกันมากขึ้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาก็จะสูงขึ้นเนื่องจากโอกาสที่โมเลกุลสองตัวจะทำปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น
ถ้าสารตั้งต้นเป็นก๊าซตัวแปรความดันจะถูกจัดการและเกี่ยวข้องกับความเข้มข้นของก๊าซโดยสมมติว่าสมการใด ๆ ที่มีอยู่ (เช่นก๊าซในอุดมคติ) หรือปริมาตรของระบบจะลดลงเพื่อเพิ่มโอกาสที่โมเลกุลของก๊าซจะชนกัน
อุณหภูมิ

แม้ว่าจำนวนการชนกันจะเพิ่มขึ้น แต่ไม่ใช่ว่าโมเลกุลทั้งหมดจะมีพลังงานที่ต้องการเพื่อให้เกินพลังงานกระตุ้นของกระบวนการ
นี่คือจุดที่อุณหภูมิมีบทบาทสำคัญ: มันทำหน้าที่เร่งโมเลกุลด้วยความร้อนเพื่อให้พวกมันชนกับพลังงานมากขึ้น
ดังนั้นโดยทั่วไปอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าสำหรับอุณหภูมิของระบบที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 10 ° C อย่างไรก็ตามสำหรับปฏิกิริยาทั้งหมดนี้ไม่ได้เป็นเช่นนั้นเสมอไป จะทำนายการเพิ่มขึ้นนี้ได้อย่างไร? สมการ Arrhenius ตอบคำถาม:
d (lnK) / dT = E / (RT 2 )
K คืออัตราคงที่ที่อุณหภูมิ T, R คือค่าคงที่ของก๊าซและ E คือพลังงานกระตุ้น พลังงานนี้บ่งบอกถึงกำแพงพลังงานที่สารตั้งต้นต้องปรับขนาดเพื่อทำปฏิกิริยา
เพื่อที่จะทำการศึกษาเกี่ยวกับจลนศาสตร์จำเป็นต้องรักษาอุณหภูมิให้คงที่และไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยาคืออะไร? พวกมันเป็นสิ่งมีชีวิตภายนอกที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยา แต่ไม่ถูกบริโภคและทำให้พลังงานกระตุ้นลดลง
ภาพด้านบนแสดงแนวคิดของการเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาของกลูโคสกับออกซิเจน เส้นสีแดงแสดงถึงพลังงานกระตุ้นที่ไม่มีเอนไซม์ (ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ) ในขณะเดียวกันเส้นสีน้ำเงินแสดงให้เห็นถึงพลังงานกระตุ้นที่ลดลง
ลำดับปฏิกิริยาในจลนศาสตร์เคมี
ในสมการทางเคมีดัชนีสโตอิชิโอเมตริกที่เกี่ยวข้องกับกลไกการเกิดปฏิกิริยาไม่เท่ากับดัชนีของลำดับเดียวกัน ปฏิกิริยาเคมีมักจะมีลำดับที่หนึ่งหรือสองไม่ค่อยมีลำดับสามหรือสูงกว่า
นี่คืออะไร? เนื่องจากการชนกันของโมเลกุลที่ตื่นเต้นเร้าใจทั้งสามนั้นไม่น่าจะเกิดขึ้นได้และยิ่งเป็นการชนกันสี่เท่าหรือสี่เท่าซึ่งความน่าจะเป็นน้อยมาก คำสั่งปฏิกิริยาเศษส่วนได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น:
NH 4 Cl <=> NH 3 + HCl
ปฏิกิริยาเป็นลำดับแรกในทิศทางเดียว (จากซ้ายไปขวา) และลำดับที่สองในอีกทิศทางหนึ่ง (จากขวาไปซ้าย) หากถือว่าเป็นสภาวะสมดุล ในขณะที่ดุลยภาพต่อไปนี้เป็นลำดับที่สองในทั้งสองทิศทาง:
2HI <=> H 2 + I 2
ลำดับโมเลกุลและปฏิกิริยาเหมือนกันหรือไม่? ไม่โมเลกุลคือจำนวนโมเลกุลที่ทำปฏิกิริยาเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์และลำดับปฏิกิริยาโดยรวมจะเป็นลำดับเดียวกันกับสารตั้งต้นที่เกี่ยวข้องในขั้นตอนการกำหนดอัตรา
2KMnO 4 + 10KI + 8H 2ดังนั้น4 => 2MnSO 4 + 5I 2 + 6K 2ดังนั้น4 + 8H 2 O
ปฏิกิริยานี้แม้จะมีดัชนีความอิ่มตัวของโมเลกุล (โมเลกุล) สูง แต่ก็เป็นปฏิกิริยาลำดับที่สอง กล่าวอีกนัยหนึ่งขั้นตอนการกำหนดความเร็วคือลำดับที่สอง
ปฏิกิริยาการสั่งซื้อเป็นศูนย์
เกิดขึ้นในกรณีของปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นระหว่างของเหลวและของแข็ง ดังนั้นความเร็วจึงไม่ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารตั้งต้น
ในทำนองเดียวกันถ้าสารตั้งต้นมีลำดับการเกิดปฏิกิริยาเป็นศูนย์หมายความว่ามันไม่ได้มีส่วนร่วมในขั้นตอนการกำหนดความเร็ว แต่เป็นสารเร่งปฏิกิริยา
ปฏิกิริยาการสั่งซื้อครั้งแรก
A => B
ปฏิกิริยาลำดับที่หนึ่งถูกควบคุมโดยกฎหมายอัตราต่อไปนี้:
V = k
ถ้าความเข้มข้นของ A เป็นสองเท่าอัตราการเกิดปฏิกิริยา V จะเพิ่มเป็นสองเท่า ดังนั้นอัตราจึงเป็นสัดส่วนกับความเข้มข้นของรีเอเจนต์ในขั้นตอนที่กำหนดของปฏิกิริยา
ปฏิกิริยาลำดับที่สอง
2A => ข
A + B => ค
สิ่งมีชีวิตสองชนิดมีส่วนเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาประเภทนี้เช่นเดียวกับในสมการเคมีทั้งสองที่เพิ่งเขียนไป กฎความเร็วสำหรับปฏิกิริยาคือ:
V = k 2
V = k
ในประการแรกอัตราการเกิดปฏิกิริยาเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของความเข้มข้นของ A ในขณะที่ในวินาทีนั้นจะเกิดขึ้นเช่นเดียวกับปฏิกิริยาลำดับที่หนึ่ง: อัตรานี้แปรผันตรงกับความเข้มข้นของทั้ง A และ B
ลำดับปฏิกิริยาเทียบกับโมเลกุล
ตามตัวอย่างก่อนหน้านี้สัมประสิทธิ์สโตอิชิโอเมตริกอาจหรือไม่ตรงกับคำสั่งของปฏิกิริยา
อย่างไรก็ตามสิ่งนี้เกิดขึ้นกับปฏิกิริยาของธาตุซึ่งเป็นตัวกำหนดกลไกระดับโมเลกุลของขั้นตอนใด ๆ ในปฏิกิริยา ในปฏิกิริยาเหล่านี้ค่าสัมประสิทธิ์จะเท่ากับจำนวนโมเลกุลที่เข้าร่วม
ตัวอย่างเช่นโมเลกุลของ A ทำปฏิกิริยากับหนึ่งใน B เพื่อสร้างโมเลกุลของ C ในที่นี้ความเป็นโมเลกุลคือ 1 สำหรับสารตั้งต้นดังนั้นในการแสดงออกของกฎอัตราจึงเกิดขึ้นพร้อมกับคำสั่งของปฏิกิริยา
จากนี้จึงเป็นไปตามที่โมเลกุลจะต้องเป็นจำนวนเต็มเสมอและน่าจะเป็นน้อยกว่าสี่
ทำไม? เนื่องจากในเนื้อเรื่องของกลไกเป็นไปได้ยากมากที่โมเลกุลทั้งสี่จะเข้าร่วมในเวลาเดียวกัน พวกมันสองตัวสามารถทำปฏิกิริยาก่อนจากนั้นอีกสองตัวที่เหลือจะทำปฏิกิริยากับผลิตภัณฑ์นี้
ในทางคณิตศาสตร์นี่เป็นหนึ่งในความแตกต่างหลักระหว่างลำดับปฏิกิริยาและความเป็นโมเลกุล: ลำดับปฏิกิริยาสามารถรับค่าเศษส่วนได้ (1/2, 5/2 เป็นต้น)
เนื่องจากในอดีตสะท้อนให้เห็นถึงความเข้มข้นของสิ่งมีชีวิตที่มีผลต่อความเร็วเท่านั้น แต่ไม่ใช่ว่าโมเลกุลของพวกมันเข้าไปแทรกแซงในกระบวนการนี้อย่างไร
การประยุกต์ใช้งาน
- ช่วยในการกำหนดเวลาที่ยายังคงอยู่ในร่างกายก่อนการเผาผลาญที่สมบูรณ์ ในทำนองเดียวกันจากการศึกษาเกี่ยวกับจลนศาสตร์การเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์สามารถปฏิบัติตามวิธีการสีเขียวเมื่อเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาอื่น ๆ ที่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในทางลบ หรือใช้ในกระบวนการทางอุตสาหกรรมมากมาย
- ในอุตสาหกรรมยานยนต์โดยเฉพาะภายในเครื่องยนต์ซึ่งต้องทำปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าอย่างรวดเร็วเพื่อให้รถสตาร์ทได้ นอกจากนี้ในท่อไอเสียซึ่งมีตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อเปลี่ยนก๊าซอันตราย CO, NO และ NO xให้เป็น CO 2 , H 2 O, N 2และ O 2ในช่วงเวลาที่เหมาะสม
2NaN 3 (s) = 2Na (s) + 3N 2 (g)
- เป็นปฏิกิริยาที่อยู่เบื้องหลังว่าทำไมถุงลมนิรภัยถึงพองตัว 'ถุงลมนิรภัย' เมื่อยานพาหนะชนกัน เมื่อยางเบรกหนักเครื่องตรวจจับอะโกโก้ไฟฟ้า azide โซเดียมน่าน3 น้ำยานี้ "ระเบิด" ปล่อย N 2ซึ่งกินพื้นที่ทั้งหมดของถุงอย่างรวดเร็ว
จากนั้นโซเดียมของโลหะจะทำปฏิกิริยากับส่วนประกอบอื่น ๆ เพื่อทำให้เป็นกลางเพราะในสถานะบริสุทธิ์จะเป็นพิษ
อ้างอิง
- วอลเตอร์เจมัวร์ (1963) เคมีกายภาพ. ในจลนศาสตร์เคมี. รุ่นที่สี่ Longmans
- อิราเอ็น. เลวีน. (2009) หลักฟิสิกส์เคมี. พิมพ์ครั้งที่หก, หน้า 479-540 Mc Graw Hill
- UAwiki (23 ธันวาคม 2554). โมเลกุลชน-มี . สืบค้นเมื่อ 30 เมษายน 2018 จาก: es.m.wikipedia.org
- Glasstone (1970) ตำราเคมีเชิงฟิสิกส์. ในจลนศาสตร์เคมี. พิมพ์ครั้งที่สอง. D. Van Nostrand, บริษัท , Inc.
- Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (8 มีนาคม 2560). นิยามจลนศาสตร์เคมี สืบค้นเมื่อ 30 เมษายน 2561 จาก: thoughtco.com
- Khan Academy. (2018) อัตราปฏิกิริยาและกฎหมายอัตรา สืบค้นเมื่อ 30 เมษายน 2018 จาก: khanacademy.org
- GermánFernández (26 กรกฎาคม 2553). จลนศาสตร์เคมี สืบค้นเมื่อ 30 เมษายน 2561 จาก: quimicafisica.com
