반응 속도 법칙과 반응 차수 시뮬레이션

이 실험 소개

A와 B의 농도를 각각 독립적으로 준비하고 초기 속도를 측정하여 실험 표에서 숨겨진 반응 차수를 알아냅니다. 그런 다음 B를 일정하게 유지하면서 A의 감소를 추적합니다.

r = k (A / c^{\circ})^{m} (B / c^{\circ})^{n}

무차원 농도비를 사용하면 표시되는 속도 척도의 단위가 일관되게 유지됩니다.

ln r = ln k + m ln (A / c^{\circ}) + n ln (B / c^{\circ})

실험 조건이 서로 독립적이면 피팅된 평면으로 두 반응 차수를 알아낼 수 있습니다.

A = A_{0} e^{- k (B / c^{\circ})^{n} t / c^{\circ}}

이것은 A에 대해 1차인 추적입니다. 0차 및 2차 추적에는 각각 해당 적분 속도 법칙을 사용합니다.

경험적 속도는 무차원 농도비에 0, 1 또는 2의 정수 차수를 적용한 값에 속도 상수 k를 곱한 것입니다. 기준 농도는 리터당 1몰입니다.
따라서 속도 척도의 단위는 선택한 반응 차수에 관계없이 몰/리터/초입니다. 각 추적 동안 B는 외부 완충 용액 저장소에 의해 일정하게 유지됩니다.
감소하는 것은 A뿐이며, 일반 생성물의 농도는 같은 양만큼 증가합니다. 이 모델은 A와 B가 반응하는 닫힌 화학량론적 회분 반응이 아닙니다.
초기 속도 실험에는 측정 노이즈가 추가되지 않습니다. 로그 선형 피팅을 하려면 A와 B를 독립적으로 설정해야 합니다. 기본 속도 법칙을 변경하면 표가 지워집니다.

반응 차수는 항상 화학량론 계수와 같은가요?

아니요. 반응 차수는 경험적으로 결정되는 속도론적 매개변수입니다. 이 활동에서는 각 반응 차수를 독립적으로 선택할 수 있습니다.

시간 추적 중에 B가 감소하지 않는 이유는 무엇인가요?

저장조가 B를 일정하게 유지합니다. 이 활동은 닫힌 두 반응물 배치계를 모델링하는 대신, 완충된 공동 반응물의 영향을 분리해 보여 줍니다.