Rząd reakcji chemicznej

Z Wikipedii

Rząd reakcji jest to suma wykładników potęg występujących przy stężeniach związków chemicznych, w równaniach kinetycznych danej reakcji chemicznej.

Istnieją różne rodzaje rzędów reakcji:

• Rzędem zewnętrznym reakcji nazywa się sumę wszystkich wykładników, występujących w ostatecznym, sumarycznym równaniu kinetycznym danej reakcji.
• Rzędem względnym (względem danego substratu) - nazywa się wartość pojedynczego wykładnika, występującego przy stężeniu danego substratu. Rozróżnia się tu jeszcze dodatkowo rząd względny:
  • zewnętrzny - czyli występujący w ostatecznym równaniu kinetycznym
  • wewnętrzny - czyli występujący w równaniu jednej z reakcji elementarnych, z których w rzeczywistości składa się analizowana reakcja.

Wewnętrzne rzędy względne wynikają bezpośrednio z liczby cząsteczek danego substratu uczestniczących w pojedynczym akcie elementarnym i dlatego przyjmują one zawsze wartości całkowite - zwykle 0, 1 lub 2.

Czasami zdarza się, że względny rząd wewnętrzny równa się zewnętrznemu rzędowi względnemu - co świadczy o tym, że dany substrat uczestniczy w ramach danej reakcji tylko w jednym akcie elementarnym. Często jednak w końcowych równaniach kinetycznych występują rzędy ułamkowe, co wynika z faktu dużej złożoności mechanizmu takiej reakcji.

Ustalenie rzędu zewnętrznego reakcji jest zazwyczaj bardzo proste i wymaga tylko wykreślenia zależności stężenia wszystkich substratów od czasu reakcji, a następnie dobrania do tak otrzymanych krzywych odpowiednich równań, zwykłymi metodami statystycznymi. Ustalenie rzędów wewnętrznych jest znacznie trudniejsze i wymaga stosowania wielu złożonych technik (np: znakowania izotopami) ale jest często konieczne do pełnego zbadania mechanizmu danej reakcji.

Np: w poniższym równaniu :

zewnętrzny rząd reakcji wynosi (n+m+p).

Gdy można opisać zmianę stężenia substratu A równaniem:

to względny rząd zewnętrzny dla substratu A wynosi 0;

gdy stężenie to zmienia się zgodnie z równaniem:

to względny rząd zewnętrzny dla substratu A wynosi 1;

gdy poprawne jest równanie:

to względny rząd zewnętrzny dla substratu A wynosi 2;

I wreszcie, gdy zmiany stężenia substratów A i B są zgodne z równianiem:

to wówczas względne rzędy zewnętrzne dla obu substratów są równe 1, zaś rząd zewnętrzny całej reakcji wynosi 2.