Measured kinetics and mechanisms
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| mechanism/ˈmekənɪzəm/ | cơ chế phản ứng |
| tangent/ˈtændʒənt/ | tiếp tuyến |
| half-life/hɑːf laɪf/ | thời gian bán rã |
| rate law/reɪt lɔː/ | định luật tốc độ |
Yếu tố nào làm thay đổi tốc độ?
- Hai chất tham gia có thể xuất hiện trong phương trình tổng quát nhưng có tác động khác nhau đến tốc độ. Phương trình cân bằng đơn thuần không cung cấp bậc phản ứng của chúng.
- So sánh các phép đo được kiểm soát ở cùng nhiệt độ trước khi đề xuất cơ chế.
Suy luận từng bậc riêng biệt
- Khi gấp đôi nồng độ A trong khi giữ B không đổi, tốc độ tăng gấp đôi: bậc nhất theo A. Khi gấp đôi nồng độ B trong khi giữ A không đổi, tốc độ tăng bốn lần: bậc hai theo B.
- Định luật là r = k[A][B]² và bậc tổng cộng là ba. Chuyển vế để tính k và suy ra đơn vị của k từ các đại lượng đo được.
Doubling A quadruples rate at fixed B. What is the order in A?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
A factor of four equals two squared, so the order is two.
Đọc biểu đồ biến thiên nồng độ
- Đường thẳng giảm dần của đồ thị nồng độ – thời gian ủng hộ phản ứng bậc không. Các chu kỳ bán rã liên tiếp không đổi ủng hộ phản ứng bậc nhất ở điều kiện cố định.
- Vẽ tiếp tuyến để đọc tốc độ tức thời; dây nối (chord) cho tốc độ trung bình trong khoảng thời gian. Một giá trị chu kỳ bán rã đo được không khẳng định các chu kỳ bán rã sau đó bằng nhau.
Độ dốc −6000 K và R = 8.31 J/mol/K cho Ea = −R × độ dốc = 49,860 J/mol = 49.9 kJ/mol.
A first-order reactant halves every 40 s. Starting at 0.160 mol per cubic decimetre, what is its concentration after 120 s?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Three half-lives give 0.160 → 0.080 → 0.040 → 0.020.
Name the line 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
A tangent measures the slope at that instant; a chord averages over an interval.
Kiểm tra cơ chế bằng chứng
- Các bước đề xuất phải cộng lại thành phương trình tổng quát và phù hợp với định luật tốc độ. Chất trung gian triệt tiêu giữa các bước tạo thành và tiêu thụ.
- S_N1 có quá trình ion hóa chậm trong mô hình đơn giản; S_N2 liên quan đến sự tấn công của nucleophile trong bước đồng bộ chậm. Sự phù hợp hỗ trợ một cơ chế nhưng không chứng minh tính duy nhất của nó.
A rate law consistent with one proposed mechanism proves that no other mechanism is possible.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Different sequences can yield the same law. Stoichiometric and rate consistency support rather than uniquely prove a mechanism.
Sử dụng dữ liệu nhiệt độ chính xác
- Với $\ln k=\ln A-E_a/(RT)$ được cung cấp, hệ số góc của ln k theo 1/T bằng $-E_a/R$. Sử dụng Kelvin và đơn vị năng lượng thống nhất.
- Xúc tác rắn cung cấp các vị trí bề mặt; chất độc có thể chặn chúng. Xúc tác làm thay đổi tốc độ phản ứng nhưng giữ nguyên hằng số cân bằng ở nhiệt độ cố định.
Câu “Hệ số tổng luôn bằng bậc phản ứng” là sai. Bậc phản ứng được xác định thực nghiệm, và cơ chế có thể chứa nhiều hơn một bước.
Phân tách dữ liệu kiểm soát, định luật tốc độ được hỗ trợ và một cơ chế khả dĩ. Mỗi yếu tố là một tuyên bố khác nhau.
Which two checks are needed before using an Arrhenius gradient?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Kelvin and the actual axis scaling/energy units are necessary. Catalysts do not change K at fixed temperature.