La diferència clau entre l'expressió de velocitat i la llei de velocitat és que l'expressió de velocitat dóna la velocitat d'aparició o desaparició de productes o reactius, mentre que la llei de velocitat dóna la relació entre la velocitat i la concentració o la pressió dels reactius.
Quan un o més reactius es converteixen en productes, poden passar per diferents modificacions i canvis d'energia. Els enllaços químics dels reactius es trenquen i es formen nous enllaços per generar productes totalment diferents dels reactius. Aquesta modificació química es coneix com a reaccions químiques. L'expressió de la velocitat i la llei de la velocitat són conceptes químics importants que podem descriure en les reaccions químiques.
Què és l'expressió de la taxa?
L'expressió de velocitat és la forma de representar el canvi en la concentració de reactiu durant el temps de reacció. Podem donar aquesta expressió utilitzant qualsevol dels reactius i productes de la reacció. En donar l'expressió de velocitat respecte als reactius, hem d'utilitzar un signe menys perquè, durant la reacció, la quantitat de reactius disminueix amb el temps. Quan s'escriu l'expressió de tarifa amb productes, s'utilitza el signe més perquè la quantitat de productes augmenta amb el temps.
A més, hauríem de tenir en compte les relacions estequiomètriques quan donem l'expressió de velocitat per igualar tota l'expressió de velocitat donada de qualsevol manera. Per exemple, considerem la següent reacció química i les expressions de velocitat que podem donar-hi;
2X + 3Y ⟶ 5Z
Les expressions de velocitat següents són possibles per a la reacció anterior:
Què és la llei de tarifes?
La llei de velocitat és l'expressió matemàtica de la velocitat d'una reacció que inclou la relació entre la velocitat dels reactius i la velocitat del producte. Podem determinar aquestes dades matemàtiques de manera experimental i també podem verificar la relació. Hi ha dues maneres principals d'escriure una llei de taxes; llei de tipus diferencial i llei integrada de tipus.
Llei de tipus diferencial
La llei de velocitat diferencial és la manera d'expressar la velocitat de reacció mitjançant el canvi de concentració d'un o més reactius. Aquí, considerem el canvi de la concentració dels reactius durant un període de temps específic. Anomenem aquest interval de temps com a Δt. Podem anomenar el canvi de concentració del reactiu "R" com Δ[R]. Considerem un exemple per entendre com escriure una llei de taxa diferencial. Per a una reacció en què el reactiu "A" es descompon per donar els productes i k és la constant de velocitat mentre que n és l'ordre d'aquesta reacció, llavors l'equació d'aquesta velocitat és la següent:
A ⟶ productes
La llei del tipus diferencial és la següent:
Llei de tarifes integrades
La llei de velocitat integrada és la manera d'expressar la velocitat de reacció en funció del temps. Podem obtenir aquesta expressió utilitzant la llei de la taxa diferencial mitjançant la integració de la llei de la taxa diferencial. També podem obtenir aquesta llei integrada de tarifes a partir d'una tarifa ordinària.
Per exemple, per als productes de la reacció A ⟶, la llei ordinària de velocitat és la següent:
Taxa (r)=k[A]
on k és la constant de velocitat i [A] és la concentració del reactiu A. Si considerem un petit interval de temps, podem escriure l'equació anterior de la següent manera:
Aquí fem servir el signe menys (–) perquè A és el reactiu i amb el temps, la concentració d'A disminueix. Aleshores podem obtenir una relació de la següent manera combinant les dues equacions anteriors;
Per a un canvi molt petit en la concentració de reactius en un interval de temps molt petit, podem escriure l'equació com a continuació;
O
Llavors, integrant aquesta equació, podem obtenir la següent relació:
ln[A]=-kt + constant
Per tant, quan el temps és zero o t=0, ln[A] és la concentració inicial del reactiu A (podem donar-la com a [A]0) ja que a les t=0, –kt=0, de manera que ln[A]0=constant. Per a una reacció de primer ordre, la llei de velocitat integrada és
ln[A]=ln[A]0 – kt
Quina diferència hi ha entre l'expressió de la taxa i la llei de la taxa?
L'expressió de la velocitat i la velocitat aw són dues maneres de donar detalls sobre la velocitat d'una reacció. La diferència clau entre l'expressió de la velocitat i la llei de la velocitat és que l'expressió de la velocitat dóna la velocitat d'aparició o desaparició de productes o reactius, mentre que la llei de velocitat dóna la relació entre la velocitat i la concentració o la pressió dels reactius.
La infografia següent resumeix la diferència entre l'expressió de tarifes i la llei de tarifes.
Resum: Expressió de tarifes i llei de tarifes
L'expressió de velocitat i la llei de velocitat són dues maneres de donar detalls sobre la velocitat d'una reacció. La diferència clau entre l'expressió de la velocitat i la llei de la velocitat és que l'expressió de la velocitat proporciona la velocitat d'aparició o desaparició de productes o reactius, mentre que la llei de velocitat dóna la relació entre la velocitat i la concentració o la pressió dels reactius.
