Orde van een chemische reactie

[Stef]

Morgen hebben we proefexamen van scheikunde, ben er vrij gerust in dat ik alles ken, enkel het deel over chemische orden begrijp ik niet zo goed.

Op een vorig proefexamenstond ook volgende opgave:

Waterstofperoxide kan ontbinden in water en zuurstof. Welke orde verwacht je voor deze ontbindingsreactie zonder katalysator (eerste); met platina als katalysator (eerste of nulde); met een enzyme als katalysator (eerste of nulde) ?

Hoe kom je aan deze antwoorden ?

Voor de rest is alle info over ordebepaling welkom.

Bedankt!

[Wouter_Masselink]

wikipedia schrijft een kort en bondig stukje over reactie snelheden:

http://nl.wikipedia.org/wiki/Kinetiek#Snel..._en_reactieorde

[Stef]

wikipedia schrijft een kort en bondig stukje over reactie snelheden:

http://nl.wikipedia.org/wiki/Kinetiek#Snel..._en_reactieorde

Echt wijzer word ik er niet van.

Weet jij een antwoord op die vraag die ik stelde ivm die ordebepaling ?

[Onzejozef]

De ordebepaling van een reactie kan door de reactiesnelheid van A te differentiëren naar de temperatuur, en er RT^2 bij op te tellen. Je hebt nu de orde in A.

[Andr]

Ordes bepaal je gewoonlijk met experimentele waarden. In dit geval moet je gewoon nagaan hoeveel verschillende stoffen tegen elkaar aan botsen op hetzelfde moment.

1e orde is botsing tegen zichzelf of een inert deeltje

2e orde is botsing met twee verschillende stoffen

etc.

0e orde is dat geen botsing plaats vindt maar uit het molecuul zelf producten ontstaan.

Ga nu na om welke ordes het gaat

[Onzejozef]

0e orde is dat geen botsing plaats vindt maar uit het molecuul zelf producten ontstaan.

Het spijt me andré, maar dit is onzin. Nulde orde wil zeggen dat de component niet voorkomt in de reactiesnelheidsvergelijking van het product. Het botst wel degelijk.

Dat ordes experimenteel bepaald worden, is puur om te kijken of het reactiemechanisme klopt: vind je een theoretische orde van -1/2, maar blijkt hij in de praktijk 3 te zijn, dan is het veronderstelde reactiemechanisme niet correct.

[Stef]

0e orde is dat geen botsing plaats vindt maar uit het molecuul zelf producten ontstaan.

Het spijt me andré, maar dit is onzin. Nulde orde wil zeggen dat de component niet voorkomt in de reactiesnelheidsvergelijking van het product. Het botst wel degelijk.

Dat ordes experimenteel bepaald worden, is puur om te kijken of het reactiemechanisme klopt: vind je een theoretische orde van -1/2, maar blijkt hij in de praktijk 3 te zijn, dan is het veronderstelde reactiemechanisme niet correct.

Ik begrijp wat je bedoelt, maar hoe vind je dan de orde van de reactie in mijn beginpost ? Het is een theorievroeg, dus experimenteel bepalen is onmogelijk.

[Onzejozef]

De ordebepaling van een reactie kan door de reactiesnelheid van A te differentiëren naar de temperatuur, en er RT^2 bij op te tellen. Je hebt nu de orde in A.

Excuses, dit moet natuurlijk de natuurlijke logaritme van de reacttiesnelheid zijn, en die differentieren naar de temperatuur.

[Onzejozef]

Ik begrijp wat je bedoelt, maar hoe vind je dan de orde van de reactie in mijn beginpost ? Het is een theorievroeg, dus experimenteel bepalen is onmogelijk.

Je moet het hele reactiemechanisme opstellen, en een uitdrukking vinden voor de reactiesnelheid van het product. Als je deze gevonden hebt, vind je voor de orde N(a) van component a: N(a)=RT^2+(d lnr/dT).

Waarin r de reactiesnelheids vergelijking van het product is.

[Stef]

Ik begrijp wat je bedoelt, maar hoe vind je dan de orde van de reactie in mijn beginpost ? Het is een theorievroeg, dus experimenteel bepalen is onmogelijk.

Je moet het hele reactiemechanisme opstellen, en een uitdrukking vinden voor de reactiesnelheid van het product. Als je deze gevonden hebt, vind je voor de orde N(a) van component a: N(a)=RT^2+(d lnr/dT).

Waarin r de reactiesnelheids vergelijking van het product is.

Hier begrijp ik weer niets van. Kun je het eens niet voordoen op die oefening ?

[Onzejozef]

Jawel, maar ik weet niet hoe ik dat hier moet intypen zodat het een beetje overzichtelijk blijft.

Maar ik zal een poging in woorden wagen:

Met een platina catalysator hecht het waterstofperoxide assosiatief op de catalysator, waarna het geadsorbeerde waterstofperoxide dissosieert op het oppervlak. (Schrijf dit maar eens uit in de vorm van reactievergelijkingen; de vrije sites noem je gebruikelijkerwijs thèta.) Schrijf vervolgens de reactiesnelheidsvergelijkingen van waterstofperoxide, water en zuurstof uit. Combineer deze met de site-balans en je vind een uitdrukking die slechts afhangt van meetbare grootheden.

Met een enzym zal het waterstofperoxide waarschijnlijk dissociatief adsoberen, waardoor je 1 stap minder hebt. Als je ook dit weer uitschrijft in reactievergelijkingen en je kijkt naar je sitebalans, zie je dat je 1 term minder hebt.

Het is overigens in dit geval voldoende om de reactiesnelheidsvergelijking neer te schrijven voor de twee systemen.

[Stef]

Met snelheidsvergelijking denk ik aan:

Voor A + B --> C + D

v = - d[A]/dt = k_A.[A]ⁿ

v = - d/dt = k_B.^m

v = k.[A]ⁿ.^m

met n + m = totale orde van de reactie

[Onzejozef]

Met snelheidsvergelijking denk ik aan:

Voor A + B --> C + D

v = - d[A]/dt = k_A.[A]ⁿ  

v = - d/dt = k_B.^m  

v = k.[A]ⁿ.^m

met n + m = totale orde van de reactie

Voor de situatie op de platina catalysator zit ik te denken aan:

H₂O₂ +* <-> H₂O₂*

H₂O₂* + * <-> H₂O* + O*

O* + O* <-> O₂* + *

H₂O* <-> H₂O + *

O₂* <-> O₂ + *

Waarin * een vrije site op het oppervlak is. Ik denk nu dat je mag aannemen dat de reactie tussen O* de RDS (rate determining step) is.

[Anonymous]

De orde wordt dan bepaald door de voorgetallen van de reagentia in die traagste stap.

vb

Een reactie hoeft niet noodzakelijk te gebeuren in één stap. Een reactievergelijking geeft enkel een nettoverandering van een chemisch proces weer.

Voor de reactie tussen NO en H2 (2 NO(g) + 2 H2 (g) → N2 (g) + 2 H2O (g)) wordt een twee stapsmechanisme voorgesteld waarin één trage stap de totale reactiesnelheid bepaalt:

2 NO (g) + H2 (g) → H2O (g) + N2O (g) traag: SBS

N2O (g) + H2 (g) → H2O (g) + N2 (g) vlug

totale reactie

2 NO(g) + 2 H2 (g) → N2 (g) + 2 H2O (g)

v = k [NO]^2 [H2]^1 of 3de orde

Deze laatste reactie is van tweede orde in NO en van eerste orde in H2

Het is de eerste stap die de orde van de reactie bepaalt, bijgevolg moet de orde van een reactie experimenteel bepaald worden, want meestal is het reactiemechanisme niet gekend.

VERBAND TUSSEN CONCENTRATIE EN REACTIETIJD

voor een nulde orde reactie is er lineair verband tussen conc A en tijd

voor een eerste orde reactie is er lineair verband tussen ln conc A en tijd

voor een tweede orde reactie is er lineair verband tussen 1/conc A en tijd

[Onzejozef]

edit: ik reageerde ietwat onfatsoenlijk, excuses.

Ik geef het op.