Vật lý hóa

Vận tốc và bậc phản ứng

Động học hóa học khảo sát tốc độ biến thiên nồng độ và cách tốc độ phụ thuộc nồng độ chất phản ứng. Bậc phản ứng được xác định thực nghiệm, không luôn bằng hệ số phương trình.

Với tốc độ v=k[A]^m[B]^n, bậc tổng là m+n. Các phương trình tích phân liên hệ nồng độ với thời gian; chu kỳ bán rã phụ thuộc bậc phản ứng.

Mô hình và đại lượng

Quan hệ cần được đọc cùng giả thiết về trạng thái, điều kiện thực nghiệm và quy ước dấu. Khi thay số, giữ nhất quán đơn vị và kiểm tra thứ nguyên trước khi diễn giải kết quả.

t_{1/2}^{(1)}=\frac{\ln 2}{k}, \qquad t_{1/2}^{(0)}=\frac{[A]_0}{2k}

Định nghĩa: Bậc phản ứng

Số mũ trong định luật tốc độ thực nghiệm là bậc riêng; tổng các số mũ là bậc tổng. Đơn vị k thay đổi theo bậc để tốc độ luôn có đơn vị nồng độ/thời gian.

Các đại lượng trong hệ thức được xác định theo phản ứng hoặc hệ đang xét. Đặc biệt phân biệt đại lượng chuẩn với trạng thái thực và không suy ra cơ chế chỉ từ một biểu thức tổng quát.

Ví dụ: Ví dụ có lời giải

Phản ứng bậc nhất có k=0,20 phút⁻¹. Tính thời gian bán hủy.

Lời giải

Dùng $t_{1/2}=\ln2/k=0,693/0,20=3,47$ phút. Với bậc nhất, kết quả không phụ thuộc nồng độ ban đầu.

Tóm tắt khái niệm
Khái niệm	Diễn giải	Đơn vị / ghi chú
Hệ thức trọng tâm	Dùng trong điều kiện đã nêu	Kiểm tra đơn vị và quy ước dấu
Đại lượng đo	Liên hệ trạng thái hoặc quá trình	So sánh dữ kiện với mô hình
Phạm vi	Mô hình hóa điều kiện cụ thể	Kiểm tra giả thiết trước áp dụng

Tích phân bậc hai cho một chất phản ứng là $1/[A]-1/[A]_0=kt$ , với $t_{1/2}=1/(k[A]_0)$ . Đồ thị tuyến tính thích hợp giúp phân biệt các bậc.

Theo ví dụ trên, kết quả nào được suy ra từ dữ kiện đã cho?

Phát biểu nào phù hợp với nội dung bài?

Tài liệu tham khảo

Peter Atkins, Julio de Paula (2014). Physical Chemistry