Invloed van concentratie reactant op de chemische kinetiek


Publicatie datum:

Invloed van concentratie reactant op de chemische kinetiek.

Gesponsorde koppelingen

Chemische kinetiek is een onderwerp wat vaak wordt besproken in de fysische chemie. Hiermee bestudeert men de snelheid van een bepaalde chemische reactie onder invloed van een aantal factoren zoals de concentraties van de reactanten, temperatuur, druk, ionsterkte en verdelingsgraad.

In dit artikel gaan we bekijken wat voor invloed de concentratie reactant heeft op de chemische kinetiek van een chemische reactie. Een simpele reactie vergelijking kan worden beschreven als volgt:

A+B -> C+D

In deze reactievergelijking zijn de reactanten A en B in de producten C en D gedefiniëerd als de afname van de concentratie van A en B of de toename van de concentratie van C en D per eenheid van tijd. De reactiesnelheid is dus altijd positief en voor iedere component in het reactiemengsel na normering gelijk. De relatie tussen de snelheid van een reactie en de concentratie van de reactanten wordt de snelheidswet genoemd. Een dergelijke wet moet voor iedere reactie afzonderlijk experimenteel bepaald worden. De snelheid van de reactie zou je in een vergelijking kunnen uitdrukken:

aA+bB -> producten

Waarbij a en b voor de hoeveelheid concentraties staan en A en B voor de soort chemische stof. De algemene snelheidsreactie wordt gegeven door de volgende vergelijking:

waarin k snelheidsconstante is. De orde van de reactie wordt gegeven door de som van de exponenten (m+n). Deze reactie is van de orde m in reactant A en van de orde n in reactant B. De eenheden waarin de snelheidsconstante wordt uitgedrukt hangen af van de orde van de reactie.

Nulde-orde kinetiek

Een beperkt aantal processen, zoals de afbraak van alcohol in het bloed, wordt beschreven door nulde orde kinetiek. De reactiesnelheid hangt in deze processen niet af van de concentratie van de reactant. Dit is de meest eenvoudige verband waaraan een proces of reactie kan voldoen, dit wordt beschreven door de differentiaalvergelijking:

waarin R de concentratie van de reactant R is. Integratie van deze vergelijking levert op:

waarin k0 de snelheidsconstante is en Rt en R0 de concentraties op respectievelijk tijdstipt en t = 0. Een grafiek van Rt (de concentratie op tijdstip t) tegen de tijd levert een rechte lijn op met als helling -k. De nulde orde snelheidsconstante wordt uitgedrukt in eenheden van concentratie per tijdseenheid.

De halfwaardetijd wordt gedefinieerd als het tijdstip waarop de helft van de reactant gereageerd heeft. Op de halfwaardetijd geldt dus:

Invullen in de nulde-orde vergelijking levert op:

De halfwaardetijd is dus een functie van de beginconcentratie.

Eerste-orde kinetiek

In eerste-orde kinetiek is de reactiesnelheid op tijdstip t evenredig met de concentratie van de reactant op tijdstip t. Veel processen kunnen met eerste-orde kinetiek worden beschreven, niet alleen een veelvoud aan chemische reacties maar ook radioactief verval, fluorescentie etc. Eerste-orde kinetiek voldoet aan de differentiaalvergelijking:

http://www.fileden.com/files/2007/9/26/1461512/eerste%20orde%20kinetiek.PNG

waarin R de concentratie van de reactant is en k de eerste-orde snelheidsconstante. Integratie van deze vergelijk levert op:

Het verband tussen de concentratie van R op tijdstip t (Rt) tegen de tijd is dus niet lineair maar exponentiëel. Bij de nulde-orde vergelijking kan je de snelheidsconstante k makkelijk bepalen omdat het verband lineair is. Om de snelheidsconstante k te bepalen voor de eerste-orde kinetiek, dien je eerst de exponentiële grafiek om te zetten in een lineaire grafiek. Een grafiek van ln Rt vs. t levert wel een rechte lijn op met als helling -k:

Voor de halfwaardetijd vinden we:

De halfwaardetijd van een eerste-orde proces is dus onafhankelijk van de beginconcentratie.

 

Bron: Moleculaire eigenschappen


Auteursinformatie


Geschreven artikelen: 4
Leden aangebracht: 0

Meer uit de categorie onderwijs

Spreekbeurt Adolf Hitler, werkstuk Adolf Hitler

Alles over de geboorte en de ontwikkeling van Adolf Hitler, de man die de tweede wereldoorlog begon.

Kindertekeningen (deel 3)

Ontwikkeling van de beeldende vermogens van het kind.

De Koninklijke Marine

In dit artikel kom je te weten wat de taak van de marine is en welke eenheden bij de marine horen.

Zelfhypnose en het nut er van

Het bewust in soort trace, hypnotische staat komen

Scholieren in Nederland minder gemotiveerd

Nederlandse scholieren hebben minder motivatie voor school dan leerlingen in het buitenland.

Hoe creëer je wat rust in het leven van een brugklasser?

Vaak is het moeilijk voor een brugklasser om overzicht te bewaren in het begin van zijn tijd op de middelbare schooltijd.

hoe werkt molrekenen, Mol en mmol

Leer op een makkelijke manier molrekenen, de basis van scheikunde!

De aanval op Pearl Harbor

De meeste mensen weten nog wel dat Japan tijdens de tweede wereldoorlog Amerika op Pearl Harbor heeft aangevallen. Maar weinig mensen weten ook waarom ze dit hebben gedaan.

Hoe kun je goed scoren bij de Citotoets Eindtoets Basisonderwijs?

Er wordt steeds meer waarde toegekend aan een hoge score bij de eindtoets van het Basisonderwijs. Hoe kun je goed scoren bij de Eindtoets Basisonderwijs?

Heeft Voorschoolse Educatie voor Peuters zin?

Onderzoek toont aan dat VVE geen effect heeft. Hoe nu verder??

Liberal Arts & Sciences

Wat in nou precies de opleiding Liberal Arts & Sciences.

Dromenvanger maken met kinderen

Waar komt de dromenvanger vandaan en wat is de betekenis ervan? Hoe kun je er op een eenvoudige manier eentje maken met kinderen?

Hoe komen wij aan onze achternaam?

Vanaf 1811 moeten Nederlanders een achternaam voeren

Leren

Wat is dé beste manier om te leren? In dit artikel probeer ik daar een antwoord op te geven

Basisontwikkeling: brede ontwikkeling

Basisontwikkeling: brede ontwikkeling

Droge voeten in de polder, maar hoe?

Het water vanuit de polder oppompen naar het boezemsysteem zal uiteindelijk zorgen voor droge voeten binnen de polder. Een fenomeen waar meer dan 50% van Nederland niet bij stil staat!

De opkomst van de sociolecten

Straattaal, kantoortaak, en andere

Kinderen op typles?

Alle kinderen zouden een typcursus moeten volgen.

10 tips om succesvol een schriftelijke studie/ cursus af te ronden

Een schriftelijke studie of cursus hangt af van je motivatie, planning en doorzettingsvermogen. 10 tips om je op weg te helpen.

Profielkeuze na havo 3: Economie en Maatschappij

Als je in klas 3 van het havo zit kom je voor een keuze te staan. De profielkeuze: Je moet uit 1 van de 4 profielen kiezen. Dit is weer een stapje verder ter voorbereiding op een mogelijke opleiding en later beroep.

Eerst een boete nu geen stufi

Halbe Zijlstra (VVD) wil dat de studenten die een masterstudie volgen op de HBO of WO geen studiefinanciering meer krijgen. Zijn motie aan de Tweede Kamer is de basisbeurs vervangen door een sociaal leenstelsel.

Een oudergesprek voeren

Als leerkracht krijg je te maken met oudergesprekken. Hoe houd je een goed en prettig oudergesprek?

PDD-NOS in de klas

PDD-NOS is de afkorting van Pervasive Developmental Disorder, Not Otherwise Specified. PDD-NOS is een sociale informatieverwerkingsstoornis.

Het Proces van Neurenberg

De gebeurtenissen tijdens Het Proces van Neurenberg beschreven.

Kindertekeningen

Ontwikkeling van de beeldende vermogens van het kind