Równanie kinetyczne: v = k ⋅ [A] ⋅ [B]

Rząd reakcji względem substratu A: 1

Rząd reakcji względem substratu B: 1

 

 

---

Wyjaśnienie:

Ogólne równanie kinetyczne reakcji, w której biorą udział dwa substraty, przyjmuje postać:

${v=k\cdot {\left[\mathrm{A}\right]}^x\cdot \left[\mathrm{B}\right]}^y$

Konstruujemy układ równań na podstawie wartości stężeń substratów i szybkości reakcji z pomiarów nr 1 i 2:

$\{\begin{array}{l}{2\cdot 10^{-3}=k\cdot 0,1^x\cdot 0,2}^y\\ {6\cdot 10^{-3}=k\cdot 0,1^x\cdot 0,6}^y\end{array}$

Rozwiązujemy, go poprzez wyznaczenie stałej k:

$\{\begin{array}{l}\frac{2\cdot 10^{-3}}{0,1^x\cdot 0,2^y}=k\\ \frac{6\cdot 10^{-3}}{0,1^x\cdot 0,6^y}=k\end{array}$

Przyrównujemy do siebie dwa otrzymane wyrażenia:

$\frac{2\cdot 10^{-3}}{0,1^x\cdot 0,2^y}=\frac{6\cdot 10^{-3}}{0,1^x\cdot 0,6^y}$

Upraszamy równanie i wyznaczam z niego wartość współczynnika potęgowego y:

$\frac{2\cdot 10^{-3}}{6\cdot 10^{-3}}=\frac{0,1^x\cdot 0,2^y}{0,1^x\cdot 0,6^y}$

$\frac{1}{3}=\frac{0,2^y}{0,6^y}$

${\frac{1}{3}=\left(\frac{1}{3}\right)}^y\Rightarrow y=1$

Aby wyznaczyć współczynnik potęgowy x, w analogiczny sposób konstruujemy i rozwiązujemy układ równań, na podstawie danych z pomiarów 1 oraz 3:

$\{\begin{array}{l}{2\cdot 10^{-3}=k\cdot 0,1^x\cdot 0,2}^y\\ {4\cdot 10^{-3}=k\cdot 0,2^x\cdot 0,2}^y\end{array}$

$\frac{2\cdot 10^{-3}}{0,1^x\cdot 0,2^y}=\frac{4\cdot 10^{-3}}{0,2^x\cdot 0,2^y}$

$\frac{2\cdot 10^{-3}}{4\cdot 10^{-3}}=\frac{0,1^x\cdot 0,2^y}{0,2^x\cdot 0,2^y}$

$\frac{1}{2}=\frac{0,1^x}{0,2^x}$

${\frac{1}{2}=\left(\frac{1}{2}\right)}^x\Rightarrow x=1$

Otrzymujemy równanie kinetyczne reakcji:

${v=k\cdot {\left[\mathrm{A}\right]}^1\cdot \left[\mathrm{B}\right]}^1$

${v=k\cdot {\left[\mathrm{A}\right]}^{}\cdot \left[\mathrm{B}\right]}^{}$

Rząd reakcji względem danego substratu jest równy wartości współczynnika potęgowego przy stężeniu tego substratu w równaniu kinetycznym reakcji. Dla obu substratów w tej reakcji wynosi on 1.

Rząd reakcji jest natomiast sumą wszystkich współczynników potęgowych występujących w jej równaniu kinetycznym. W tym przypadku wynosi on 2.