Klíčový rozdíl mezi reakcemi prvního a druhého řádu je v tom, že rychlost reakcí prvního řádu závisí na první mocnině koncentrace reaktantu v rychlostní rovnici, zatímco rychlost reakcí druhého řádu závisí na druhé mocnině koncentrace výraz v rovnici sazby.
Řád reakce je součet mocnin, na které se koncentrace reaktantů zvýší v rovnici rychlostního zákona. Podle této definice existuje několik forem reakcí; reakce nultého řádu (tyto reakce nezávisí na koncentraci reaktantů), reakce prvního řádu a reakce druhého řádu.
Co jsou reakce prvního řádu?
Reakce prvního řádu jsou chemické reakce, jejichž rychlost reakce závisí na molární koncentraci jedné z reakčních složek, které se reakce účastní. Proto podle výše uvedené definice pro pořadí reakcí bude součet mocnin, na které se koncentrace reaktantů zvýší v rovnici rychlostního zákona, vždy 1. Těchto reakcí se může účastnit buď jeden reaktant. Pak koncentrace tohoto reaktantu určuje rychlost reakce. Ale někdy se těchto reakcí účastní více než jeden reaktant, pak jeden z těchto reaktantů určí rychlost reakce.
Uvažujme příklad, abychom tomuto konceptu porozuměli. Při rozkladné reakci N2O5 tvoří NO2 a O 2 plyny jako produkty. Protože má pouze jeden reaktant, můžeme reakci a rychlostní rovnici napsat následovně.
2N2O5(g) → 4NO2(g) + O 2(g)
Sazba=k[N2O5(g)]m
Zde k je rychlostní konstanta pro tuto reakci a m je řád reakce. Z experimentálních stanovení je tedy hodnota m 1. Jedná se tedy o reakci prvního řádu.
Co jsou reakce druhého řádu?
Reakce druhého řádu jsou chemické reakce, jejichž rychlost reakce závisí na molární koncentraci dvou reaktantů nebo na druhé síle jednoho reaktantu, který se reakce účastní. Proto podle výše uvedené definice pro pořadí reakce bude součet mocnin, na které se koncentrace reaktantů zvýší v rovnici rychlostního zákona, vždy 2. Pokud existují dva reaktanty, bude rychlost reakce záviset na první mocnině. koncentrace každého reaktantu.
Obrázek 01: Graf porovnávající dva typy pořadí reakcí pomocí jejich reakční doby a koncentrace reaktantu.
Pokud zvýšíme koncentraci reaktantu 2krát (pokud jsou v rychlostní rovnici dva reaktanty), pak se rychlost reakce zvýší 4krát. Uvažujme například následující reakci.
2A → P
Zde A je reaktant a P je produkt. Pak, pokud se jedná o reakci druhého řádu, rychlostní rovnice pro tuto reakci je následující.
Sazba=k[A]2
Ale pro reakci se dvěma různými reaktanty, jako je následující;
A + B → P
Sazba=k[A]1[B]1
Jaký je rozdíl mezi reakcemi prvního a druhého řádu?
Reakce prvního řádu jsou chemické reakce, jejichž rychlost reakce závisí na molární koncentraci jedné z reakčních složek, které se reakce účastní. Pokud tedy zvýšíme koncentraci reaktantu 2krát, rychlost reakce se zvýší 2krát. Reakce druhého řádu jsou chemické reakce, jejichž rychlost reakce závisí na molární koncentraci dvou reaktantů nebo na druhé síle jednoho reaktantu, který se reakce účastní. Pokud tedy zvýšíme koncentraci reaktantu 2krát, rychlost reakce se zvýší 4krát. Níže uvedená infografika představuje rozdíl mezi reakcemi prvního a druhého řádu ve formě tabulky.
Shrnutí – reakce prvního vs. druhého řádu
Existují tři hlavní typy reakcí podle pořadí reakce; reakce nultého řádu, prvního řádu a druhého řádu. Klíčový rozdíl mezi reakcemi prvního a druhého řádu spočívá v tom, že rychlost reakce prvního řádu závisí na první mocnině koncentrace reaktantu v rychlostní rovnici, zatímco rychlost reakce druhého řádu závisí na druhé mocnině koncentračního členu v rychlostní rovnici. rychlostní rovnice.
