Stała szybkości reakcji

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Stała szybkości reakcji – współczynnik proporcjonalności k w równaniu kinetycznym reakcji chemicznej[1][2]:

szybkość reakcji = k[A]n[B]m[C]p[D]q...

Zależność stałej szybkości reakcji od temperatury opisuje równanie Arrheniusa[1][3]:

k = A \exp\left(-\frac{E_{a}}{R\cdot T}\right)

gdzie A – czynnik przedwykładniczy Arrheniusa, Eaenergia aktywacji Arrheniusa, Rstała gazowa, T – temperatura w kelwinach

Dla wielu prostych reakcji odwracalnych stosunek stałych szybkości reakcji biegnących w prawo (k1) i w lewo (k−1) jest stałą równowagi K tej reakcji[2]:

K = \frac{k_1}{k_{-1}}

Symbole i jednostki[edytuj | edytuj kod]

Stała szybkości reakcji oznaczana jest zwykle symbolem k lub kn, gdzie n oznacza rząd reakcji. Indeks dolny może też oznaczać numer etapu w przypadku reakcji wieloetapowych[4].

Jednostkę stałej szybkości reakcji determinuje postać równania kinetycznego, tak aby szybkość reakcji wyrażona była w [mol·dm−3·s−1]. Zależność jednostki od zewnętrznego rzędu reakcji chemicznej przedstawia wzór ogólny[5]:

[k_n]=\left[\frac {\text{(dm³)}^{n-1}}{\text{mol}^{n-1}\cdot\text{s}}\right]

gdzie n – zewnętrzny rząd reakcji

Przykładowe jednostki dla rzędów od 0 do III:

0 rząd: [k_0]=\left[\frac {\text{mol}}{\text{dm³}\cdot\text{s}}\right]
I rząd: [k_1]=\left[\frac {1}{\text{s}}\right]
II rząd: [k_2]=\left[\frac {\text{dm³}}{\text{mol}\cdot\text{s}}\right]
III rząd: [k_3]=\left[\frac {\text{(dm³)}^{2}}{\text{mol}^{2}\cdot\text{s}}\right]

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. 1,0 1,1 J. Szarawara, J. Skrzypek: Podstawy inżynierii reaktorów chemicznych, rozdziały IV.3.a i IV.3.c. Warszawa: WNT, 1980.
  2. 2,0 2,1 Louis P. Hammett: Fizyczna chemia organiczna. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1976, s. 56-59.
  3. Clive McKee, Michael Mortimer: The effect of temperature on the rate of a chemical reaction. W: Michael Mortimer, Peter Taylor (red.): Chemical Kinetics and Mechanism. Royal Society of Chemistry, 2002, s. 66. DOI:10.1039/9781847557803-00065. ISBN 978-1-84755-780-3.
  4. Richard A.Y. Jones: Fizyczna chemia organiczna. Mechanizmy reakcji chemicznych. Warszawa: PWN, 1988, s. 24-27.
  5. Klaus Schwetlick: Kinetyczne metody badania mechanizmów reakcji. Warszawa: PWN, 1975.