3 راه برای تعیین ترتیب واکنش 36 نکته
1. روش سرعت اولیه:روش سرعت اولیه بر اساس اندازه گیری سرعت اولیه واکنش در شرایط مختلف است. این روش شامل تغییر غلظت یک واکنش دهنده و ثابت نگه داشتن سایر عوامل و اندازه گیری سرعت واکنش است. با مقایسه نرخ های اولیه در غلظت های مختلف، می توان ترتیب را با توجه به آن واکنش دهنده خاص تعیین کرد. روش کلی استفاده از این روش شامل موارد زیر است:
- یک واکنش دهنده مناسب را انتخاب کنید که غلظت آن به راحتی قابل تغییر باشد.
- مجموعهای از آزمایشها را آماده کنید که در آن غلظت واکنشدهنده انتخابی متفاوت باشد و در عین حال همه عوامل دیگر ثابت بماند.
- سرعت اولیه واکنش را برای هر آزمایش اندازه گیری کنید.
- نمودار سرعت اولیه در مقابل غلظت واکنش دهنده را رسم کنید.
- گراف را برای تعیین ترتیب با توجه به واکنش دهنده انتخابی تجزیه و تحلیل کنید.
ترتیب واکنش را می توان با مشاهده چگونگی تأثیر تغییرات غلظت بر سرعت اولیه تعیین کرد. اگر دوبرابر کردن غلظت، سرعت را دوبرابر کند، آنگاه یک واکنش مرتبه اول است. اگر دو برابر شدن غلظت، سرعت را چهار برابر کند، واکنش درجه دوم است. اگر دوبرابر شدن غلظت تاثیری بر میزان آن نداشته باشد، مرتبه صفر است.
2. روش قانون نرخ یکپارچه:روش قانون نرخ یکپارچه شامل تجزیه و تحلیل چگونگی تاثیر تغییرات غلظت در طول زمان بر سرعت واکنش است. این روش نیاز به اندازه گیری غلظت در بازه های زمانی مختلف و رسم نمودارها برای تعیین ترتیب واکنش دارد. مراحل استفاده از این روش به شرح زیر است:
- غلظتها را در فواصل زمانی مشخص در طول واکنش اندازهگیری کنید.
- نمودار غلظت در مقابل زمان برای آزمایش های مختلف با غلظت های اولیه متفاوت.
- نمودارها را برای تعیین ترتیب واکنش تجزیه و تحلیل کنید.
برای یک واکنش مرتبه اول، نمودار غلظت در برابر زمان نمایی خواهد بود. برای یک واکنش مرتبه دوم، نمودار غلظت در برابر زمان یک رابطه خطی خواهد داشت. برای یک واکنش مرتبه صفر، غلظت در طول زمان ثابت می ماند.
3. روش نرخ های اولیه با واکنش دهنده های متعدد:این روش زمانی استفاده می شود که یک واکنش شامل چند واکنش دهنده باشد و به تعیین ترتیب واکنش نسبت به هر واکنش دهنده کمک می کند. روش کلی این روش شامل موارد زیر است:
- یک واکنش دهنده مناسب را انتخاب کنید و غلظت آن را در حالی که سایر عوامل را ثابت نگه دارید تغییر دهید.
- سرعت اولیه واکنش را برای هر آزمایش اندازه گیری کنید.
- فرآیند را برای واکنش دهنده های مختلف تکرار کنید.
- داده های به دست آمده را برای تعیین ترتیب واکنش با توجه به هر واکنش دهنده تجزیه و تحلیل کنید.
با مقایسه نرخ در غلظت های مختلف هر واکنش دهنده، می توان ترتیب جداگانه آنها را تعیین کرد. سپس ترتیب کلی واکنش را می توان با جمع کردن دستورات فردی تعیین کرد.
در نتیجه، تعیین ترتیب واکنش برای درک سینتیک و مکانیسم واکنشهای شیمیایی ضروری است. سه روش مورد بحث در بالا، یعنی روش سرعت اولیه، روش قانون نرخ یکپارچه، و روش نرخ های اولیه با واکنش دهنده های متعدد، بینش ارزشمندی را برای تعیین ترتیب واکنش ارائه می دهند.