Hastighed konstant

I kemisk kinetik , satsen konstant (eller hastighed koefficient ) k er et mål for hastigheden af et kemisk reaktion .

For en elementær reaktion eller en elementær trin mellem reaktanterne A og B , den reaktionshastigheden afhænger af koncentrationer. Reaktionshastigheden i en lukket reaktor over den tid, der er angivet v (t), kan bestemmes ved udtrykket:

{\ displaystyle v (t) = k (T) [A] ^ {m} [B] ^ {n}}

Her er proportionalitetskonstanten k ( T ) hastighedskonstanten for reaktionen, som afhænger af temperaturen. [ A ] og [ B ] er koncentrationerne af A og B . Eksponenterne m og n kaldes de delvise reaktionsordrer. De afhænger af reaktionsmekanismen og kan bestemmes eksperimentelt.

Enheder

Enhederne i hastighedskonstanten afhænger af rækkefølgen af den samlede reaktion. Hvis koncentrationerne udtrykkes i mol·L −1 (ofte forkortet M), så:

for rækkefølgen ( m + n ) har hastighedskonstanten enhederne mol 1− ( m + n ) · L ( m + n ) −1 · s −1 ;
for en nul-ordensreaktion har hastighedskonstanten enhederne mol·L −1 · s −1 (eller M · s −1 );
for en første ordens reaktion har hastighedskonstanten enhederne −1 ;
for en anden ordens reaktion er enhederne L · mol −1 · s −1 (eller M −1 · s −1 );
og for tredje rækkefølge er enhederne L 2 · mol −2 · s −1 (eller M −2 · s −1 ).

Temperaturafhængighed

Hastighedskoefficienten siges at være hastighedskonstant, fordi den er uafhængig af koncentrationerne af reaktanterne. Det varierer dog som en funktion af temperaturen ( T ), normalt ifølge Arrhenius 'lov .

k = Ae ^ {{\ frac {-E _ {{\ mathrm a}}} {RT}}}

Her E a er aktiveringsenergien og R er den universelle konstant idealgasser . Ved temperatur T , eksponentialfunktionen her repræsenterer den del af molekylære kollisioner, der har en energi på over E en ifølge Boltzmann fordeling , således at molekylerne har tilstrækkelig energi til at reagere. A siges at være den præeksponentielle faktor eller frekvensfaktoren (må ikke forveksles med reagens A).

Hurtige reaktioner

Hastighedskonstanten for en meget hurtig reaktion kan måles ved hjælp af temperaturspringmetoden .