Obliczanie szybkości, równanie kinetyczne i rząd reakcji

ogarniam.edu.pl · Chemia · Kinetyka i statyka chemicznaklasa 1 LO · fiszki i quiz: ogarniam.edu.pl/lo/1/chemia/obliczanie-szybkosci-rownanie-kinetyczne-i-rzad-reakcji/

Wiesz już, co przyspiesza reakcję. Teraz policzysz, ile razy, i dowiesz się, dlaczego nie wystarczy spojrzeć na współczynniki w równaniu.

1Obliczanie szybkości

Wzór: v = Δc przez Δt, gdzie v – średnia szybkość [mol/(dm³·s)], Δc – zmiana stężenia [mol/dm³], Δt – czas [s].
Dane: stężenie HCl spadło z 0,80 do 0,50 mol/dm³ w ciągu Δt = 60 s.
Obliczenia: Δc = 0,80 − 0,50 = 0,30 mol/dm³; v = 0,30 mol/dm³ przez 60 s = 0,005 mol/(dm³·s).
Odpowiedź: średnia szybkość wynosi 0,005 mol/(dm³·s).

2Równanie kinetyczne i rząd reakcji

Dla A + B → produkty: v = k · [A]^m · [B]ⁿ. Tu k to stała szybkości (zależy od temperatury i katalizatora, jej jednostka zależy od rzędu), [A], [B] – stężenia [mol/dm³], m, n – wykładniki.
Rząd reakcji to suma wykładników (m + n). Wykładniki wyznacza się z doświadczeń, a nie z współczynników równania (są im równe tylko dla reakcji jednoetapowych).
Przykład: v = k · [NO]² · [O₂], rząd = 3. Stężenie NO ×3 daje v ×9. Objętość ×2 obniża oba stężenia dwukrotnie: v zmienia się (1 przez 2)² · 1 przez 2 = 1 przez 8 raza, czyli maleje 8 razy.

Sprawdź, czy rozumiesz

Stężenie substratu spadło z 0,80 do 0,50 mol/dm³ w 60 s. Ile wynosi średnia szybkość?

3Wyznaczanie rzędu z danych

Doświadczenie	[A] [mol/dm³]	[B] [mol/dm³]	v [mol/(dm³·s)]
1	0,1	0,1	2 · 10⁻³
2	0,2	0,1	4 · 10⁻³
3	0,1	0,2	8 · 10⁻³

Z doświadczeń 1 i 2: [A] ×2 daje v ×2, więc m = 1. Z 1 i 3: [B] ×2 daje v ×4, więc n = 2. Rząd = 3.
Stała k = v przez [A] · [B]² = 2 · 10⁻³ mol/(dm³·s) przez 0,1 mol/dm³ · (0,1 mol/dm³)² = 2 dm⁶/(mol²·s).

4Ponad wymagania

Teoria zderzeń: reakcja zachodzi, gdy cząsteczki zderzą się z odpowiednią energią (≥ E_a) i właściwym ustawieniem. Reguła van ’t Hoffa (orientacyjnie): ogrzanie o 10°C przyspiesza reakcję 2–4 razy.

Zapamiętaj

Rząd reakcji ustalasz z danych doświadczalnych, a k zależy od temperatury, nie od stężeń.

Uwaga na błąd

Odczytywanie wykładników wprost ze współczynników równania i zmienianie v proporcjonalnie, zamiast podnosić krotność zmiany stężenia do potęgi.

Sprawdź, czy rozumiesz

Jaki jest warunek skutecznego zderzenia w teorii zderzeń?

✎Ściąga: Obliczanie szybkości, równanie kinetyczne i rząd reakcji

Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.

Rząd reakcji ustalasz z danych doświadczalnych, a k zależy od temperatury, nie od stężeń.
Rząd reakcji to suma wykładników (m + n). Wykładniki wyznacza się z doświadczeń, a nie z współczynników równania (są im równe tylko dla reakcji jednoetapowych).
Teoria zderzeń: reakcja zachodzi, gdy cząsteczki zderzą się z odpowiednią energią (≥ E_a) i właściwym ustawieniem. Reguła van ’t Hoffa (orientacyjnie): ogrzanie o 10°C przyspiesza reakcję 2–4 razy.

?Quiz: powtórz przed kartkówką

8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.

Stężenie substratu spadło z 0,80 do 0,50 mol/dm³ w 60 s. Ile wynosi średnia szybkość?
1. A0,3 mol/(dm³·s)
2. B0,5 mol/(dm³·s)
3. C0,02 mol/(dm³·s)
4. D0,005 mol/(dm³·s)
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: 0,005 mol/(dm³·s) – Δc = 0,30 mol/dm³, v = 0,30 przez 60 = 0,005 mol/(dm³·s).
Jaki jest rząd reakcji o równaniu v = k · [A]² · [B]?
1. A1
2. B3
3. C2
4. D0
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: 3 – Rząd to suma wykładników: 2 + 1 = 3.
W reakcji v = k · [A]² podwojono stężenie A. Jak zmieniła się szybkość?
1. Awzrosła 2 razy
2. Bwzrosła 4 razy
3. Cwzrosła 8 razy
4. Dnie zmieniła się
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: wzrosła 4 razy – v ∼ [A]², więc (2)² = 4 razy.
Skąd zwykle bierzemy wykładniki w równaniu kinetycznym?
1. Az masy molowej
2. Bz temperatury
3. Cze współczynników równania
4. Dz doświadczeń
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: z doświadczeń – Tylko dla reakcji jednoetapowych są równe współczynnikom, w ogólności wyznacza się je doświadczalnie.
Dla v = k · [NO]² · [O₂] zwiększono objętość mieszaniny dwukrotnie. Jak zmieniła się v?
1. Azmalała 4 razy
2. Bwzrosła 8 razy
3. Czmalała 2 razy
4. Dzmalała 8 razy
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: zmalała 8 razy – Każde stężenie maleje 2 razy: (1 przez 2)² · 1 przez 2 = 1 przez 8.
Od czego zależy stała szybkości k?
1. Aod temperatury i katalizatora
2. Bod czasu
3. Cod stężeń substratów
4. Dod objętości naczynia
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: od temperatury i katalizatora – k jest stałe w danej temperaturze, a zmienia się z temperaturą i katalizatorem.
Podwojenie [B] zwiększa szybkość 4 razy, a [A] nie zmienia nic. Jaki jest rząd względem B?
1. Azerowy
2. Bdrugi
3. Cczwarty
4. Dpierwszy
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: drugi – 2ⁿ = 4, więc n = 2.
Jaki jest warunek skutecznego zderzenia w teorii zderzeń?
1. Azderzenie dowolnych cząsteczek
2. Bniska temperatura
3. Cobecność wody
4. Denergia ≥ E_a i właściwa orientacja
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: energia ≥ E_a i właściwa orientacja – Tylko część zderzeń prowadzi do reakcji.

Cały dział „Kinetyka i statyka chemiczna”: ściąga i próbny sprawdzian →

Kartkówka albo sprawdzian już blisko?

Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.

Rozwiąż quiz · 8 pytań Fiszki · 9 🔊 Posłuchaj notatki

Więcej: Chemia, klasa 1

Sprzęt, szkło laboratoryjne i zasady BHP Metody pracy w laboratorium Projektowanie doświadczeń i błędy pomiarowe Budowa atomu Izotopy, masa atomowa i promieniotwórczość Konfiguracja elektronowa atomów Orbitale, liczby kwantowe, reguła Hunda, zakaz Pauliego i reguła Madelunga Układ okresowy pierwiastków Bloki energetyczne i okresowość właściwości atomów Wiązanie jonowe Wiązanie kowalencyjne, wiązania σ i π Oddziaływania międzycząsteczkowe i wiązanie wodorowe Wiązanie koordynacyjne, energia sieci krystalicznej, oddziaływania dipolowe Wzory strukturalne i elektronowe cząsteczek, polarność Teoria VSEPR, hybrydyzacja i polarność cząsteczek Wiązanie metaliczne i rodzaje kryształów Alotropia węgla Mol, masa molowa i objętość molowa gazów Wzór empiryczny i rzeczywisty Równanie Clapeyrona i objętość molowa w dowolnych warunkach Obliczenia stechiometryczne Wydajność reakcji, nadmiar i niedomiar substratu, skład mieszanin Mieszaniny, stężenie procentowe i molowe Przeliczanie stężeń, rozcieńczanie i mieszanie roztworów Koloidy, elektroforeza i zadania ze stężeniami Szybkość reakcji, katalizator i energia aktywacji Reakcje odwracalne i równowaga chemiczna Stała równowagi i obliczenia stężeń równowagowych Efekty energetyczne reakcji, entalpia i zapis termochemiczny Entalpia tworzenia i spalania, prawo Hessa Roztwory, rozpuszczalność i krzywe rozpuszczalności Dysocjacja jonowa, stopień dysocjacji, elektrolity mocne i słabe Stała dysocjacji, pK i prawo rozcieńczeń Ostwalda Odczyn roztworu, skala pH i wskaźniki Iloczyn jonowy wody, pH słabych kwasów i zasad, miareczkowanie Reakcje zobojętniania i strąceniowe, zapis jonowy Iloczyn rozpuszczalności i hydroliza soli słabego kwasu i słabej zasady Reakcje utleniania i redukcji – wprowadzenie Tlenki i wodorki: nazwy, otrzymywanie i charakter Wodorotlenki: otrzymywanie, charakter i reakcje Kwasy: skład, moc, otrzymywanie i reakcje Sole: rodzaje, nazwy, otrzymywanie i reakcje Poszerzenie systematyki: hydroksosole, tlenki metali przejściowych, LiH i hydroksokompleksy