Ψευδοαντίδραση πρώτης τάξης
Η αντίδραση που φαίνεται να είναι αντίδραση nης τάξης, ενώ ανήκει σε κάποια διαφορετική τάξη είναι γνωστή ως αντίδραση ψευδοτάξης. Αυτές είναι οι αντιδράσεις που γενικά δεν είναι πρώτης τάξης αλλά φαίνεται να είναι πρώτης τάξης λόγω των αυξημένων συγκεντρώσεων ενός ή περισσότερων αντιδρώντων από τα άλλα αντιδρώντα. Για παράδειγμα, οι ψευδο αντιδράσεις πρώτης τάξης περιλαμβάνουν υδρόλυση οξικού αιθυλεστέρα που καταλύεται από οξύ και αναστροφή ζαχαροκάλαμου. Όπως όλοι γνωρίζουμε ότι η σειρά της αντίδρασης μπορεί να προσδιοριστεί από την εξάρτηση της ταχύτητας της αντίδρασης από τη συγκέντρωση των αντιδρώντων. Η σειρά της αντίδρασης σε αυτές τις περιπτώσεις είναι μηδέν όταν ο ρυθμός είναι ανεξάρτητος από τις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων. Ομοίως, η σειρά της αντίδρασης είναι αυτή στην οποία ο ρυθμός της αντίδρασης είναι ανάλογος με την πρώτη ισχύ της συγκέντρωσης του αντιδρώντος.
Οποιαδήποτε αντίδραση που δεν είναι αντίδραση πρώτης τάξης φυσικά, αλλά γίνεται πρώτης τάξης μέσω αύξησης ή μείωσης της συγκέντρωσης του ενός ή του άλλου αντιδραστηρίου ονομάζεται αντίδραση ψευδο πρώτης τάξης. Το ψευδό αναφέρεται στο «ψεύτικο». Έτσι, παίρνουμε σαφείς πληροφορίες από το ίδιο το όνομα ότι μια αντίδραση δεν είναι μια αντίδραση πρώτης τάξης από τη φύση της. Η σειρά αντίδρασης γίνεται μία αλλάζοντας ορισμένες συνθήκες.
Παραδείγματα ψευδοαντίδρασης πρώτης τάξης
-
Υδρόλυση ενός εστέρα:ένα παράδειγμα αυτού του τύπου αντίδρασης φαίνεται στον οξικό αιθυλεστέρα, ο οποίος κατά την υδρόλυση σε υδατικό διάλυμα χρησιμοποιώντας ένα ανόργανο οξύ ως καταλύτη οδηγεί στο σχηματισμό οξικού οξέος και αιθυλικής αλκοόλης.
οξικός αιθυλεστέρας (σχηματίζεται σε περίσσεια) οξικό οξύ αιθυλική αλκοόλη. Εδώ χρησιμοποιείται τεράστια ποσότητα νερού και ο νόμος του ποσοστού μπορεί πλέον να γραφτεί ως
Η αντίδραση είναι κυρίως δεύτερης τάξης αλλά στην πράξη παρατηρείται πρώτης τάξης. Ως εκ τούτου, αντιπροσωπεύει μια αντίδραση ψευδο-1ης τάξης.
Υδρόλυση σακχαρόζης:Η σακχαρόζη κατά την υδρόλυση παρουσία αραιού ανόργανου οξέος έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό γλυκόζης και φρουκτόζης.
Ψευδής Αντίδραση Πρώτης Τάξης εναντίον Αντίδρασης Πρώτης Τάξης
Η κύρια διαφορά είναι συνήθως ότι, σε μια αντίδραση πρώτης τάξης, η σειρά αντίδρασης είναι μία από τη φύση της. Μια ψευδο αντίδραση πρώτης τάξης είναι μια αντίδραση δεύτερης τάξης από τη φύση της, αλλά έχει τροποποιηθεί για να γίνει αντίδραση πρώτης τάξης. Το δεύτερο σημείο διαφοράς είναι ότι σε μια αντίδραση πρώτης τάξης, ο ρυθμός αντίδρασης βασίζεται σε όλα τα αντιδρώντα ενώ, σε μια αντίδραση ψευδο-πρώτης τάξης, ο ρυθμός αντίδρασης βασίζεται μόνο στο απομονωμένο αντιδραστήριο ως διαφορά στη συγκέντρωση Η περίσσεια του αντιδραστηρίου συνήθως δεν επηρεάζει την αντίδραση.
Χρόνος ημιζωής σε αντίδραση ψευδο-1ης τάξης
Ως χρόνος ημιζωής ορίζεται ο χρόνος που απαιτείται για να μειωθεί η συγκέντρωση ενός αντιδρώντος στο μισό, επομένως πρέπει να τον λύσουμε για t. Εδώ, το [B] αντιπροσωπεύει το αντιδρών σε περίσσεια και η συγκέντρωσή του θα παραμείνει σταθερή. Το [A]o αντιπροσωπεύει την αρχική συγκέντρωση του A. οπότε η συγκέντρωση χρόνου ημιζωής του Α υπολογίζεται ότι είναι 0,5[A]o.
Η εξίσωση αντίδρασης ψευδο-1ης τάξης γράφεται ως:
[A] =[A]oe−[B]kt ή [A]/[A]o =e−k t
Λαμβάνοντας φυσικά αρχεία καταγραφής και στις δύο πλευρές της εξίσωσης ψευδο-1ης τάξης, παίρνουμε:ln([A]/[A]o)=k’t
Καθώς η συγκέντρωση του A για ένα χρόνο ημιζωής t1/2 είναι 1/2[A]o :
ln(1/2[A]o / [A]o)=ln(1/2) =−k’t1/2
Υπενθυμίζοντας λοιπόν ξανά ότι k’ =k[B], [B]≈[B]o και ότι −ln(1/2)=ln2: ln(2) =k[B]ot1/2
t1/2 =ln2k[B]o
Συμπέρασμα
Σε αυτό το άρθρο, μάθαμε για την αντίδραση ψευδο-πρώτης τάξης. Με τη βοήθεια δύο διαφορετικών παραδειγμάτων ψευδο-πρώτης τάξης αντιδράσεων, σας βοηθήσαμε να γνωρίζετε διαφορετικές αντιδράσεις που δεν είναι αντίδρασης πρώτης τάξης αλλά φαίνονται να είναι πρώτης τάξης λόγω της υψηλότερης συγκέντρωσης των αντιδρώντων. Ελπίζουμε ότι μπορέσατε να κατανοήσετε μια ξεκάθαρη έννοια της αντίδρασης ψευδο-πρώτης τάξης.
