בייַשפּיל פֿראַגעס וואָס דיסקוטירן פֿאַקטאָרן וואָס האָבן אַן השפּעה אויף רעאַקציע ראַטע
א כעמישע רעאקציע איז א טראנספארמאציע פון אטאמען אדער מאלעקולן וואס ווערן כאראקטעריזירט דורך ענערגיע-פארשייבונגען און ענדערונגען אין ענערגיע-לעוועלס. אין פראקטיק, באשרייבט די רעאקציע-ראטע ווי שנעל רעאקטאנטן ווערן פארוואנדלט אין פראדוקטן. פארשידענע פאקטארן קענען איינפלוסן די רעאקציע-ראטע, אריינגערעכנט קאנצענטראציע, טעמפעראטור, דרוק (פאר גאז-רעאקציעס), אייבערפלאך-שטח, און די אנוועזנהייט פון קאטאליזאטארן. דער ארטיקל וועט דיסקוטירן ביישפיל פראבלעמען פארבונדן מיט פאקטארן וואס איינפלוסן די רעאקציע-ראטע מיט דעטאלירטע דערקלערונגען.
פאַקטאָרן וואָס האָבן אַן השפּעה אויף רעאַקציע ראַטע
1. קאָנצענטראַציע פון רעאַקטאַנץ
2. טעמפּעראַטור
3. דרוק
4. ייבערפלאַך שטח
5. קאַטאַליסט
1. קאָנצענטראַציע פון רעאַקטאַנץ
בייַשפּיל קשיא 1:
געגעבענע רעאקציע:
א + ב → אב
אויב די קאנצענטראציעס פון [A] = 0,5 M און [B] = 0,5 M ווערן געגעבן, און די ערשטע רעאקציע ראטע ווערט געגעבן דורך ראטע = k[A][B]. וואס וועט זיין די רעאקציע ראטע אויב די קאנצענטראציע פון A ווערט פארדאפלט צו 1 M בשעת [B] בלייבט ביי 0,5 M?
פֿאַרעפֿנטלעכט:
רעאַקציע קורס פאָרמולע:
\[ \text{ראַטע} = k[A][B] \]
אנפאנגס קורס:
\[ \text{ראַטע}_{\text{איניציאַל}} = k[0,5][0,5] = 0,25k \]
ווען די קאנצענטראציע פון A ווערט 1 M:
\[ \text{קורס}_{\text{נייַ}} = k[1][0,5] = 0,5k \]
ראַטע פאַרגלייַך:
\[ \frac{\text{Rate}_{\text{new}}}{\text{Rate}_{\text{initial}}} = \frac{0,5k}{0,25k} = 2 \]
אַלזאָ, די נײַע רעאַקציע־ראַטע איז צוויי מאָל אַזוי הויך ווי די אָנהייב־רעאַקציע־ראַטע.
2. טעמפּעראַטור
בייַשפּיל קשיא 2:
א כעמיקער באמערקט אז די רעאקציע ראטע פאר א כעמישן פראצעס וואקסט פון 0,5 מאל/ל/סעק. צו 2 מאל/ל/סעק. ווען די טעמפעראטור וואקסט פון 300 קעלווין צו 320 קעלווין. וואס איז דער פארגרעסערונג פאקטאר, באזירט אויף ארעניוס' געזעץ?
פֿאַרעפֿנטלעכט:
אַרעניוס' געזעץ זאָגט אַז:
\[ \text{ראַטע} = Ae^{-\frac{E_a}{RT}} \]
העכערן די טעמפּעראַטור פאַראורזאַכט אַז די עקספּאָנענציעלע זאָל אַראָפּגיין אין דער אַרעניוס אויסדרוק, אַזוי די רעאַקציע ראַטע פאַרגרעסערט זיך. אין דעם פאַל, איז דער פאַרגרעסערונג פאַקטאָר:
\[ \frac{\text{ראטע}\ \text{ביי}\ 320\ ק}{\text{ראטע}\ \text{ביי}\ 300\ ק} = \frac{2\ מול/ל/ס}{0,5\ מול/ל/ס} = 4 \]
אַזוי, דער רעאַקציע קורס פאַרגרעסערונג פאַקטאָר איז 4 מאָל.
3. דרוק
בייַשפּיל קשיא 3:
פֿאַר גאַז רעאַקציעס:
\[ \טעקסט{2NO}(ג) + \טעקסט{אָ_2(ג) → \טעקסט{2NO}_2(ג) \]
אויב דער גאַנצער דרוק ווערט געוואקסן פון 1 אַטם צו 2 אַטם מיט אַ קאָנסטאַנטן וואָלומען, ווי וועט דאָס אַפעקטירן די רעאַקציע־ראַטע?
פֿאַרעפֿנטלעכט:
אין גאז רעאקציעס, איז דרוק גלייך פראפארציאנעל צו קאנצענטראציע. פארגרעסערן דעם דרוק פארגרעסערט די קאנצענטראציע פון יעדן גאז, וואס פארגרעסערט די רעאקציע ראטע. אויב מען נעמט אן אז דער דרוק ווערט געהאלטן פראפארציאנעל, פארגרעסערט זיך די רעאקציע ראטע מיטן דרוק:
\[ \text{ראַטע}_{\text{נייַ}} = k[2NO]^2[O_2] \]
מיטן וואקסנדיקן דרוק, וועלן די קאנצענטראציעס פון NO און O2 זיך פארדאפלען, אזוי וועט די רעאקציע ראטע וואקסן מיט:
\[ \text{ראַטע}_{\text{נייַ}} = k[2NO]^2[2O_2] = k(2[NO])^2 (2[O_2]) = 4k[NO]^2[O_2] \]
אַזוי די רעאַקציע קורס פאַרגרעסערט זיך מיט 4 מאָל.
4. ייבערפלאַך שטח
בייַשפּיל קשיא 4:
ווען מען לייגט פעסטן Zn אין א HCl לייזונג, פאסירט די רעאקציע צו פארמירן H2 גאז שנעלער ווען דער Zn ווערט צעמאלן אין א פודער ווי ווען עס איז אין דער פארעם פון א Zn שטעקעל. פארוואס איז דאס?
פֿאַרעפֿנטלעכט:
פארגרעסערן די ייבערפלאַך שטח פון די האַרטע פּאַרטיקלען פאַרגרעסערט די צאָל פון נייַע רעאַקטאַנט מאַלעקולן וואָס קענען קאָלידירן מיט די האַרטע Zn ייבערפלאַך. די רעאַקציע צווישן Zn און HCl איז:
\[ \text{Zn}(s) + 2\text{HCl}(aq) → \text{ZnCl}_2(aq) + \text{H}_2(g) \]
ווען Zn איז אין פּודער פֿאָרעם, איז די קאָנטאַקט ייבערפֿלאַך צווישן Zn און HCl גרעסער קאַמפּערד צו Zn אין באַר פֿאָרעם, אַזוי פאַרגרעסערט די רעאַקציע קורס דורך מער קאָליזיע זייטלעך.
5. קאַטאַליסט
בייַשפּיל קשיא 5:
ערקלערט דעם אונטערשייד אין רעאקציע ראטעס פאר דער דעקאמפאזיציע פון וואסערשטאף פעראקסייד מיט און אן א קאטאליזאטאר (מאנגאן דיאקסייד, MnO2).
\[ \טעקסט{2H}_2\text{O}_2(aq) → 2\text{H}_2\text{O}(l) + \text{O}_2(g) \]
פֿאַרעפֿנטלעכט:
אָן אַ קאַטאַליסט, איז די דעקאָמפּאָזיציע פון וואַסערשטאָף פּעראָקסייד פּאַמעלעך צוליב דער הויכער אַקטיוואַציע ענערגיע. אָבער, מיטן MnO2 קאַטאַליסט, ווערט די אַקטיוואַציע ענערגיע באַדייטנד רעדוצירט. MnO2 רעאַגירט נישט שטענדיק אין דער רעאַקציע, נאָר גיט אַנשטאָט אַן אַלטערנאַטיוון וועג (רעאַקציע מעקאַניזם) מיט אַ נידעריקערער אַקטיוואַציע ענערגיע, וואָס פאַרגיכערט די רעאַקציע ראַטע.
מיט קאַטאַליסט:
– די רעאַקציע ראטע פאַרגרעסערט זיך ווײַל די נויטיקע ענערגיע איז נידעריקער.
– די רעאַקציע קינעטיק ענדערט זיך אָבער די פּראָדוקט אויסגעבן בלייבט די זעלבע.
קאַטאַליסטן לאָזן די עפעקטיווע קאָליזיע אָפטקייט צו פאַרגרעסערן אָן צו ענדערן די טערמאָדִינאַמיק פון דער רעאַקציע.
קעסימפּולאַן
רעאַקציע ראַטעס ווערן באַאיינפלוסט דורך עטלעכע פאַקטאָרן, אַרייַנגערעכנט רעאַקטאַנט קאָנצענטראַציע, טעמפּעראַטור, דרוק, ספּעציעל אין גאַזיקע רעאַקציעס, ייבערפלאַך שטח אין האַרטע מאַטעריאַלן, און די בייַזייַן פון קאַטאַליסטן. קאָנצענטראַציע איז גלייך פּראָפּאָרציאָנעל צו רעאַקציע קורס; טעמפּעראַטור באַאיינפלוסט די קינעטישע ענערגיע פון די רעאַקטאַנץ; דרוק באַאיינפלוסט גאַזיקע רעאַקציעס דורך גאַז קאָנצענטראַציע; ייבערפלאַך שטח באַאיינפלוסט די קאָליזיע געגנט; און קאַטאַליסטן פאַרגיכערן די קורס דורך פאַרמינערן די אַקטיוואַציע ענערגיע. פֿאַרשטיין די פאַקטאָרן איז וויכטיק פֿאַר קאָנטראָלירן רעאַקציע ראַטעס אין פֿאַרשידענע אינדוסטריעלע אַפּלאַקיישאַנז און לאַבאָראַטאָריע פאָרשונג.
