Kiwango cha majibu ni thamani inayoonyesha mabadiliko katika mkusanyiko wa viitikio kwa muda fulani. Ili kukadiria ukubwa wake, ni muhimu kubadilisha masharti ya awali ya mchakato.
Maingiliano ya jinsi moja
Kiwango cha mmenyuko kati ya baadhi ya misombo ambayo iko katika umbo sawa inategemea kiasi cha dutu iliyochukuliwa. Kwa mtazamo wa hisabati, inawezekana kueleza uhusiano kati ya kasi ya mchakato wenye usawa na mabadiliko ya mkusanyiko kwa kila wakati wa kitengo.
Mfano wa mwingiliano kama huu ni uoksidishaji wa oksidi ya nitriki (2) hadi oksidi ya nitriki (4).
Michakato mingi
Kiwango cha mmenyuko wa kuanzisha dutu katika hali tofauti za kujumlishwa hubainishwa kwa idadi ya fuko za vitendanishi vya kuanzia kwa kila eneo kwa kila kitengo kwa muda wa kitengo.
Muingiliano usio tofauti ni tabia ya mifumo ambayo ina hali tofauti za jumla.
Kwa muhtasari, tunakumbuka kuwa kasi ya majibu inaonyesha mabadiliko katika idadi ya fuko za vitendanishi vya awali (bidhaa za athari) kwakipindi cha muda, kwa kiolesura cha kitengo au kwa ujazo wa kitengo.
Makini
Hebu tuzingatie sababu kuu zinazoathiri kasi ya majibu. Wacha tuanze na umakini. Utegemezi huo unaonyeshwa na sheria ya hatua ya wingi. Kuna uhusiano wa sawia moja kwa moja kati ya bidhaa ya viwango vya dutu inayoingiliana, ikichukuliwa kulingana na mgawo wao wa stereokemia, na kasi ya athari.
Zingatia mlinganyo aA + bB=cC + dD, ambapo A, B, C, D ni vimiminika au gesi. Kwa mchakato ulio hapo juu, mlinganyo wa kinetiki unaweza kuandikwa kwa kuzingatia mgawo wa uwiano, ambao una thamani yake kwa kila mwingiliano.
Kama sababu kuu ya ongezeko la kasi, mtu anaweza kutambua ongezeko la idadi ya migongano ya chembe miziki kwa kila kitengo cha sauti.
Joto
Zingatia athari ya halijoto kwenye kasi ya majibu. Michakato ambayo hutokea katika mifumo ya homogeneous inawezekana tu wakati chembe zinapogongana. Lakini si migongano yote inayosababisha kuundwa kwa bidhaa za majibu. Tu katika kesi wakati chembe zina nishati iliyoongezeka. Wakati reagents inapokanzwa, ongezeko la nishati ya kinetic ya chembe huzingatiwa, idadi ya molekuli hai huongezeka, kwa hiyo, ongezeko la kiwango cha majibu huzingatiwa. Uhusiano kati ya faharasa ya halijoto na kasi ya mchakato hubainishwa na kanuni ya van't Hoff: kila ongezeko la joto kwa 10°C husababisha ongezeko la kasi ya mchakato kwa mara 2-4.
Kichocheo
Kwa kuzingatia vipengele vinavyoathiri kasi ya majibu, hebu tuzingatie vitu vinavyoweza kuongeza kasi ya mchakato, yaani, kwenye vichocheo. Kulingana na hali ya mjumuisho wa kichocheo na viitikio, aina kadhaa za kichocheo zinajulikana:
- umbo moja, ambapo viitikio na kichocheo huwa na hali sawa ya kujumlisha;
- inatofautiana wakati viitikio na kichocheo viko katika awamu sawa.
Nikeli, platinamu, rodiamu, paladiamu inaweza kutofautishwa kama mifano ya dutu zinazoharakisha mwingiliano.
Vizuizi ni vitu vinavyopunguza kasi ya mmenyuko.
Eneo la mawasiliano
Ni nini kingine huamua kasi ya majibu? Kemia imegawanywa katika sehemu kadhaa, ambayo kila moja inahusika na kuzingatia michakato na matukio fulani. Kozi ya kemia ya kimwili huchunguza uhusiano kati ya eneo la mawasiliano na kasi ya mchakato.
Ili kuongeza eneo la mguso wa vitendanishi, hupondwa hadi saizi fulani. Mwingiliano wa haraka sana hutokea katika suluhu, ndiyo maana athari nyingi hufanywa kwa njia ya maji.
Wakati wa kusaga mango, kipimo lazima zizingatiwe. Kwa mfano, wakati pyrite (sulfite ya chuma) inapobadilishwa kuwa vumbi, chembe zake hutiwa ndani ya tanuru, ambayo huathiri vibaya kasi ya mchakato wa oxidation ya kiwanja hiki, na mavuno ya dioksidi ya sulfuri hupungua.
Vitendanishi
Hebu tujaribu kuelewa jinsi ya kubaini kasi ya maitikio kulingana na vitendanishi vinavyoingiliana? Kwa mfano, metali amilifu zilizo katika mfululizo wa kielektroniki wa Beketov kabla ya hidrojeni zinaweza kuingiliana na miyeyusho ya asidi, na zile zilizo baada ya H2 hazina uwezo huo. Sababu ya jambo hili iko katika shughuli tofauti za kemikali za metali.
Shinikizo
Je, kasi ya majibu inahusiana vipi na thamani hii? Kemia ni sayansi ambayo inahusiana kwa karibu na fizikia, hivyo utegemezi ni sawia moja kwa moja, umewekwa na sheria za gesi. Kuna uhusiano wa moja kwa moja kati ya idadi. Na ili kuelewa ni sheria gani huamua kiwango cha mmenyuko wa kemikali, ni muhimu kujua hali ya mkusanyiko na mkusanyiko wa vitendanishi.
Aina za kasi katika kemia
Ni desturi kubainisha thamani za papo hapo na wastani. Kiwango cha wastani cha mwingiliano wa kemikali hufafanuliwa kama tofauti katika viwango vya vitendanishi katika kipindi cha muda.
Thamani inayopatikana ni hasi wakati ukolezi unapungua, chanya wakati mkusanyiko wa bidhaa za mwingiliano unapoongezeka.
Thamani ya kweli (papo hapo) ni uwiano kama huo katika kitengo fulani cha wakati.
Katika mfumo wa SI, kasi ya mchakato wa kemikali inaonyeshwa katika [mol×m-3×s-1].
Matatizo katika kemia
Hebu tuangalie baadhi ya mifano ya matatizo yanayohusiana na uamuzi wa kasi.
Mfano 1. Katikaklorini na hidrojeni huchanganywa kwenye chombo, kisha mchanganyiko huwaka moto. Baada ya sekunde 5, mkusanyiko wa kloridi hidrojeni ulipata thamani ya 0.05 mol/dm3. Kokotoa wastani wa kiwango cha uundaji wa kloridi hidrojeni (mol/dm3 s).
Ni muhimu kubainisha mabadiliko katika ukolezi wa kloridi hidrojeni sekunde 5 baada ya mwingiliano, na kuondoa thamani ya awali kutoka kwa mkusanyiko wa mwisho:
C(HCl)=c2 - c1=0.05 - 0=0.05 mol/dm3.
Hesabu wastani wa kiwango cha uundaji wa kloridi hidrojeni:
V=0.05/5=0.010 mol/dm3 ×s.
Mfano 2. Katika chombo chenye ujazo wa dm 33, mchakato ufuatao hutokea:
C2H2 + 2H2=C2 H6.
Uzito wa awali wa hidrojeni ni g 1. Sekunde mbili baada ya kuanza kwa mwingiliano, wingi wa hidrojeni umepata thamani ya 0.4 g. Kokotoa kiwango cha wastani cha uzalishaji wa ethane (mol/dm 3×s).
Wingi wa hidrojeni iliyoathiriwa inafafanuliwa kama tofauti kati ya thamani ya mwanzo na nambari ya mwisho. Ni 1 - 0.4=0.6 (g). Kuamua idadi ya moles ya hidrojeni, ni muhimu kuigawanya kwa molekuli ya molar ya gesi fulani: n \u003d 0.6/2 \u003d 0.3 mol. Kwa mujibu wa equation, mole 1 ya ethane huundwa kutoka kwa moles 2 za hidrojeni, kwa hiyo, kutoka kwa moles 0.3 za H 2 tunapata moles 0.15 za ethane.
Amua msongamano wa hidrokaboni inayotokana, tunapata 0.05 mol/dm3. Kisha unaweza kukokotoa kiwango cha wastani cha uundaji wake:=0.025 mol/dm3 ×s.
Hitimisho
Vipengele mbalimbali huathiri kasi ya mwingiliano wa kemikali: asili ya dutu inayoitikia (nishati ya kuwezesha), ukolezi wao, uwepo wa kichocheo, kiwango cha kusaga, shinikizo, aina ya mionzi.
Katika nusu ya pili ya karne ya kumi na tisa, Profesa N. N. Beketov alipendekeza kuwa kuna uhusiano kati ya wingi wa vitendanishi vya awali na muda wa mchakato. Dhana hii ilithibitishwa katika sheria ya hatua kwa wingi, iliyoanzishwa mwaka wa 1867 na wanakemia wa Norway: P. Wage na K. Guldberg.
Kemia ya kimwili huchunguza utaratibu na kasi ya michakato mbalimbali. Michakato rahisi zaidi inayotokea katika hatua moja inaitwa michakato ya monomolecular. Mwingiliano changamano unahusisha mwingiliano kadhaa wa kimsingi wa mpangilio, kwa hivyo kila hatua inazingatiwa kivyake.
Ili kupata mavuno ya juu zaidi ya bidhaa za athari na gharama ndogo za nishati, ni muhimu kuzingatia mambo makuu yanayoathiri mwendo wa mchakato.
Kwa mfano, ili kuharakisha mchakato wa mtengano wa maji katika vitu rahisi, kichocheo kinahitajika, jukumu ambalo linafanywa na oksidi ya manganese (4).
Viini vyote vinavyohusishwa na uchaguzi wa vitendanishi, uteuzi wa shinikizo mojawapo na halijoto, mkusanyiko wa vitendanishi huzingatiwa katika kinetiki za kemikali.
