วัดจลนศาสตร์และกลไก
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| mechanism/ˈmekənɪzəm/ | กลไกปฏิกิริยา |
| tangent/ˈtændʒənt/ | เส้นสัมผัส |
| half-life/hɑːf laɪf/ | ครึ่งชีวิต |
| rate law/reɪt lɔː/ | กฎอัตรา |
อะไรทำให้ความเร็วเปลี่ยนแปลง?
- ปฏิกิริยาสารสองชนิดอาจปรากฏในสมการรวมแต่มีผลต่ออัตราเร็วต่างกัน สมการที่ดุลเพียงอย่างเดียวไม่สามารถบอกอันดับปฏิกิริยาของสารทั้งสองได้
- เปรียบเทียบการวัดภายใต้เงื่อนไขควบคุมที่อุณหภูมิเดียวกันก่อนจะเสนอกลไกปฏิกิริยา
สรุปอันดับปฏิกิริยาแต่ละชนิดแยกกัน
- เมื่อเพิ่ม A เป็นสองเท่าโดยคง B ไว้ที่เดิม อัตราเร็วเพิ่มขึ้นสองเท่า: อันดับหนึ่งต่อ A เพิ่ม B เป็นสองเท่าโดยคง A ไว้ที่เดิม อัตราเร็วเพิ่มขึ้นสี่เท่า: อันดับสองต่อ B
- กฎคือ r = k[A][B]² และอันดับปฏิกิริยารวมคือสาม จัดรูปสมการเพื่อคำนวณค่า k และหาหน่วยจากปริมาณที่วัดได้
เมื่อเพิ่ม A เป็นสองเท่า อัตราจะเพิ่มขึ้นสี่เท่าที่ B คงที่ คำตอบคืออันดับปฏิกิริยาของ A คืออะไร?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ค่าคูณสี่เท่ากับสองยกกำลังสอง ดังนั้นอันดับปฏิกิริยาคือสอง
อ่านกราฟความเข้มข้นตามเวลา
- เส้นตรงที่ลดลงแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นกับเวลา บ่งชี้ถึงอันดับศูนย์ ช่วงครึ่งชีวิตที่คงที่ต่อเนื่องกันบ่งชี้ถึงอันดับหนึ่งภายใต้สภาวะที่กำหนด
- อ่านเส้นสัมผัสเพื่อหาอัตราเร็วทันที ส่วนสายเชอร์ดให้ค่าเฉลี่ยในช่วงเวลา การวัดช่วงครึ่งชีวิตเพียงครั้งเดียวไม่ยืนยันว่าช่วงครึ่งชีวิตภายหลังจะมีค่าเท่ากัน
ความชัน −6000 K และ R = 8.31 J ต่อโมลต่อเคลวิน ให้ค่า Ea = −R × ความชัน = 49,860 J ต่อโมล = 49.9 kJ ต่อโมล
สารตั้งต้นอันดับหนึ่งมีครึ่งอายุ 40 วินาที เริ่มจาก 0.160 โมลต่อลิตร ความเข้มข้นหลังผ่านไป 120 วินาทีจะเป็นเท่าไหร่?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ครึ่งอายุสามครั้งจะเปลี่ยน 0.160 → 0.080 → 0.040 → 0.020
ชื่อเส้นตรง whose slope gives instantaneous rate at a point on a curved concentration–time graph.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
เส้นสัมผัสวัดความชัน ณ لحะนั้น ส่วนสายคอร์ดเฉลี่ยในช่วงเวลาหนึ่ง
ทดสอบกลไกปฏิกิริยากับหลักฐานที่มีอยู่
- ขั้นตอนที่ยอมรับต้องบวกกันได้สมการรวมและสอดคล้องกับกฎอัตราเร็ว สารกลางจะถูกตัดออกเมื่อรวมขั้นตอนการสร้างและการบริโภค
- S_N1 มีขั้นตอนไอออไนซ์ช้าในแบบจำลองพื้นฐาน; S_N2 involvement of nucleophile attack in the slow concerted step. ความสอดคล้องสนับสนุนกลไกนี้โดยไม่พิสูจน์ว่าเป็นกลไกเดียวที่เป็นไปได้
กฎอัตราที่สอดคล้องกับกลไกหนึ่งที่ยืนยันว่าไม่มีกลไกอื่นใดที่เป็นไปได้
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ลำดับขั้นตอนที่แตกต่างกันอาจให้กฎอัตราเดียวกัน การสอดคล้องทั้งสโตइโอมتریและอัตราสนับสนุนแต่ไม่พิสูจน์กลไกได้อย่างเด็ดขาด
ใช้ข้อมูลอุณหภูมิอย่างถูกต้อง
- เมื่อมี $\ln k=\ln A-E_a/(RT)$ ที่กำหนดให้ ความชันของ ln k เทียบกับ 1/T เท่ากับ $-E_a/R$ ใช้หน่วยเคลวินและหน่วยพลังงานให้สอดคล้องกัน
- ตัวเร่งปฏิกิริยาแข็งให้ตำแหน่งบนพื้นผิว; สารพิษอาจไปปิดกั้นตำแหน่งเหล่านี้ ตัวเร่งปฏิกิริยาเปลี่ยนอัตราเร็วแต่ไม่ทำให้ค่าคงที่สมดุลเปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิคงที่
“สัมประสิทธิ์รวมเป็นอันดับปฏิกิริยาเสมอ” เป็นคำเท็จ อันดับปฏิกิริยาเป็นการวัดได้ และกลไกปฏิกิริยาอาจประกอบด้วยหลายขั้นตอน
แยกข้อมูลภายใต้เงื่อนไขควบคุม กฎอัตราเร็วที่รองรับได้ และกลไกที่เป็นไปได้ออกจากกัน แต่ละอย่างเป็นข้อความอ้างที่แตกต่างกัน
ต้องตรวจสอบสองอย่างก่อนใช้กราฟ Arrhenius?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ต้องใช้หน่วยเคลวินและการปรับสเกลแกน/หน่วยพลังงานจริง催化剂ในอุณหภูมิคงที่ K ไม่เปลี่ยน