Diferència clau: ordre de reacció versus molecularitat
Les reaccions químiques són canvis que es produeixen en els compostos químics. Condueix a la conversió d'una substància química a una altra. Els compostos inicials que pateixen la reacció química s'anomenen reactius. El que obtenim en acabar la reacció són productes. L'ordre de la reacció es dóna respecte a una substància; pot ser respecte a un reactiu, producte o catalitzador. L'ordre de reacció respecte a una substància és l'exponent al qual s'eleva la seva concentració en l'equació de velocitat. La molecularitat de les reaccions químiques expressa quantes molècules de reactius estan implicades en la reacció. La diferència clau entre l'ordre de reacció i la molecularitat és que l'ordre de reacció dóna la relació entre la concentració d'una espècie química i la reacció que experimenta, mentre que la molecularitat indica quantes molècules de reactius estan implicades en la reacció.
Què és l'ordre de reacció
L'ordre de reacció respecte a una substància és l'exponent al qual s'eleva la seva concentració en l'equació de velocitat. Per entendre aquest concepte, primer hauríem de saber què és la llei de taxes.
Llei de tarifes
La llei de velocitat indica que la velocitat de progressió d'una reacció química (a temperatura constant) és proporcional a les concentracions de reactius elevades als exponents que es determinen experimentalment. Aquests exponents es coneixen com a ordres d'aquestes concentracions. Considerem un exemple.
2N2O5 ↔ 4 NO2 + O 2
Per a la reacció anterior, l'equació de la llei de velocitat s'indica a continuació.
Taxa=k.[N2O5]x
A l'equació anterior, k és la constant de proporcionalitat que es coneix com a constant de velocitat. És una constant a temperatura constant. Els claudàtors s'utilitzen per expressar que és la concentració del reactiu. El símbol x és l'ordre de la reacció respecte al reactiu. El valor de x s'ha de determinar experimentalment. Per a aquesta reacció, s'ha trobat que x=1. Aquí, podem veure que l'ordre de la reacció no és igual a l'estequiometria de la reacció. Però en algunes reaccions, l'ordre de la reacció pot ser igual a l'estequiometria.
Per a una reacció que tingui dos o més reactius, l'equació de la llei de velocitat es pot escriure com a continuació.
A + B + C ↔ P
Taxa=k.[A]a[B]b[C]c
a, b i c són ordres de la reacció respecte als reactius A, B i C, respectivament. Per a aquest tipus d'equacions de velocitat (que tenen diversos ordres de reacció), la suma dels ordres de reacció es dóna com a ordre global de reacció.
Ordre general=a + b + c
Figura 1: percentatge de reaccions de primer i segon ordre
Segons l'ordre de la reacció, hi ha diversos tipus de reaccions:
- Reaccions d'ordre zero (l'ordre de reacció és zero respecte a qualsevol reactiu utilitzat. Per tant, la velocitat de reacció no depèn de les concentracions dels reactius utilitzats.)
- Reaccions de primer ordre (la velocitat és proporcional a la concentració d'un reactiu)
- Reaccions de segon ordre (la velocitat de reacció és proporcional al quadrat de la concentració d'un reactiu o al producte de les concentracions de dos reactius)
Què és la molecularitat
La molecularitat d'una reacció és el nombre de molècules o ions que participen en una reacció com a reactius. Més important encara, els reactius considerats són els que participen en l'etapa que determina la velocitat de la reacció global. El pas que determina la velocitat d'una reacció és el pas més lent de la reacció global. Això es deu al fet que el pas de reacció més lent determina la velocitat de reacció.
Figura 2: una reacció unimolecular
La molecularitat pot ser de diferents tipus:
- Les reaccions unimoleculars tenen una molècula reactiva (o ió)
- Les reaccions bimoleculars tenen dos reactius (dos reactius poden ser del mateix compost o compostos diferents)
- Les reaccions trimoleculars tenen tres reactius.
Quina diferència hi ha entre l'ordre de reacció i la molecularitat?
Ordre de reacció versus molecularitat |
|
| L'ordre de la reacció respecte a una substància és l'exponent al qual augmenta la seva concentració en l'equació de velocitat. | La molecularitat d'una reacció és el nombre de molècules o ions que participen en una reacció com a reactius. |
| Relació amb reactius | |
| L'ordre de reacció explica com la concentració de reactius afecta la velocitat de reacció. | La molecularitat dóna el nombre de reactius que participen en una reacció. |
Resum: ordre de reacció versus molecularitat
La llei de velocitat indica que la velocitat de progressió d'una reacció química (a temperatura constant) és proporcional a les concentracions de reactius elevades als exponents que es determinen experimentalment. L'ordre de la reacció es dóna respecte a un reactiu. Explica la dependència de la velocitat de reacció de les concentracions de reactius. La diferència clau entre l'ordre de reacció i la molecularitat és que l'ordre de reacció dóna la relació entre la concentració d'una espècie química i la reacció que experimenta, mentre que la molecularitat expressa quantes molècules de reactius estan implicades en la reacció.
