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

Gesponsorde koppelingen

Auteursinformatie


Geschreven artikelen: 4
Leden aangebracht: 0

Meer uit de categorie onderwijs

Trends en vernieuwingen op gebied van bewegingsonderwijs.

Trends en vernieuwingen op gebied van bewegingsonderwijs.

Het CITO-LOVS

Wat is het CITO-LOVS en wat kan het U vertellen over Uw kind op de basisschool?

Studeren met de nieuwe wetgeving

studeren en de wetgeving en besluiten van de overheid

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?

Geschiedenis Tijd van jagers en boeren

Samenvatting van geschiedenis over de tijd van de jagers en boeren.

THIMUN overleven

Artikel over wat THIMUN is en hoe het er aan toe gaat.

Weegt het te weinig?!

Op een pak koffie staat 500 gram, wegen wijst uit dat het maar 486 gram weegt! Wat nu?

Meidenvenijn, de Queen Bee en haar Wannabees

Hoe meidenvenijn in zijn werk gaat en tips over wat je er aan kunt doen

Operationaliseren bij vragenlijst

In dit artikel wordt uitgelegd wat het operationaliseren van vragenlijsten inhoudt

De Urbar (grondboek) van het klooster Wietmarschen

het grondboek van het klooster Wietmarschen bevat veel interessante informatie over gewone mensen uit de 15e en 16e eeuw

Voorlezen goed voor de ontwikkeling

voorlezen voor kinderen van alle leeftijden

Veranderen van ongewenst gedrag bij kinderen

Hoe verander je het gedrag van een groep kinderen?

Mens en machine

Mens machine ontwikkeling menszijn

Een passende studie kiezen

Wat te doen bij het kiezen van jouw studie

Basisbehoeften van kinderen

Kinderen hebben behoefte aan ontdekken, onderzoeken, experimenteren en spelen.

succesvolle voorbereiding van een toets: 6 tips om faalangst te voorkomen

Beter je examens voorbereiden, uitgelegd, 6 tips voor de perfecte voorbereiding!

Het My Lai bloedbad

In 1968 vond in My Lai een schandelijk bloedbad plaats

Ben ik geschikt voor het voortgezet onderwijs?

Een goede docent maakt het verschil. Maar wat is nu eigenlijk een goede docent?

SAT by Dictionary

SAT by Dictionairy

Gelderse Musical Opleidingen

Gelderse Musical Opleidingen, DE musicalschool van Gelderland

Waarom is voorlezen zo belangrijk voor uw kind?

Geef uw kind een voorsprong. Ontdek zelf de voordelen van lezen.

Taalontwikkeling van kinderen en het belang van een rijk taalaanbod

Hoe verloopt de taalontwikkeling van kinderen en waarom is voorlezen zo belangrijk?

De zuurconstante pKa

De zuurconstante pKa

De encyclopedie.

Wat is een encyclopedie en wat vinden we er in terug?

Inleiding Staatsrecht Deel 1

Introductie van het Nederlandse Staatsrecht