Διαφορά μεταξύ κινητικής πρώτης τάξης και μηδενικής τάξης
Κύρια διαφορά – Κινητική πρώτης τάξης έναντι μηδενικής τάξης
Η χημική κινητική περιγράφει τους ρυθμούς των χημικών αντιδράσεων. Η έννοια της χημικής κινητικής αναπτύχθηκε για πρώτη φορά από το νόμο της δράσης της μάζας. Ο νόμος της δράσης μάζας περιγράφει ότι η ταχύτητα μιας χημικής αντίδρασης είναι ανάλογη με τη μάζα των αντιδρώντων. Σύμφωνα με τη χημική κινητική, οι αντιδράσεις μπορούν να κατηγοριοποιηθούν ως αντιδράσεις μηδενικής τάξης, αντιδράσεις πρώτης τάξης και αντίδραση δεύτερης τάξης. Η κύρια διαφορά μεταξύ κινητικών πρώτης τάξης και μηδενικής τάξης είναι ότι ο ρυθμός κινητικής πρώτης τάξης εξαρτάται από τη συγκέντρωση ενός αντιδρώντος ενώ ο ρυθμός κινητικής μηδενικής τάξης δεν εξαρτάται από τη συγκέντρωση των αντιδρώντων.
Βασικές περιοχές που καλύπτονται
1. Τι είναι η Κινητική Πρώτης Τάξης
– Ορισμός, Ιδιότητες, Παραδείγματα
2. Τι είναι η Κινητική Μηδενικής Τάξης
– Ορισμός, Ιδιότητες, Παραδείγματα
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ κινητικής πρώτης τάξης και μηδενικής τάξης
– Σύγκριση βασικών διαφορών
Βασικοί όροι:συγκέντρωση, κινητική πρώτης τάξης, κινητική, νόμος μαζικής δράσης, σταθερά ρυθμού, νόμος ρυθμού, ρυθμός αντίδρασης, κινητική μηδενικής τάξης 
Τι είναι η κινητική πρώτης τάξης
Η κινητική πρώτης τάξης αναφέρεται σε χημικές αντιδράσεις των οποίων ο ρυθμός αντίδρασης εξαρτάται από τη μοριακή συγκέντρωση ενός αντιδραστηρίου. Ο ρυθμός της αντίδρασης είναι ανάλογος της συγκέντρωσης ενός αντιδρώντος. Μπορεί να υπάρχουν πολλά άλλα αντιδρώντα που συμμετέχουν στη χημική αντίδραση, αλλά μόνο ένα αντιδρών θα καθορίσει τον ρυθμό της αντίδρασης. Επομένως, τα άλλα αντιδρώντα είναι γνωστό ότι είναι σε μηδενική σειρά σε σχέση με τη συγκεκριμένη αντίδραση.
Για παράδειγμα, ας εξετάσουμε την αποσύνθεση του πεντοξειδίου του αζώτου (N2 O5 ). Αυτή είναι μια μονομοριακή αντίδραση. Αυτό σημαίνει ότι αυτή η αντίδραση αποτελείται από ένα μόνο αντιδρόν. Ο ρυθμός της αντίδρασης μπορεί να δοθεί όπως παρακάτω.
2N2 O5(g) → 4ΟΧΙ2(g) + O2(g)
Τιμή = k[N2 O5(g) ]
k είναι η σταθερά ρυθμού και [N2 O5(g) ] είναι η συγκέντρωση του N2 O5(g) . Το γράμμα «m» δίνει τη σειρά της αντίδρασης ως προς τη συγκέντρωση του N2 O5(g) . Η παραπάνω εξίσωση είναι γνωστή ως νόμος του ρυθμού και για την παραπάνω εξίσωση m=1. Στη συνέχεια, ο ρυθμός της αντίδρασης μπορεί να δοθεί όπως παρακάτω.
Τιμή =k[N2 O5(g ]
Η τιμή του m μπορεί να ληφθεί πειραματικά. Εδώ, η αξία θα ήταν πάντα μία. Αυτό υποδηλώνει την αποσύνθεση του N2 O5(g) είναι αντίδραση πρώτης τάξης. Επιπλέον, η σειρά της αντίδρασης μπορεί ή όχι να είναι ίση με τον στοιχειομετρικό συντελεστή των αντιδρώντων. Στο παραπάνω παράδειγμα, η σειρά της αντίδρασης είναι 1, αν και ο στοιχειομετρικός συντελεστής είναι 2. Ο ρυθμός της αντίδρασης πρώτης τάξης μπορεί να παρουσιαστεί σε ένα γράφημα όπως παρακάτω.
Εικόνα 1:Γράφημα κινητικής πρώτης τάξης
Στο παραπάνω διάγραμμα, το γράφημα με τα σκοτεινά σημεία είναι το γράφημα της συγκέντρωσης των αντιδρώντων έναντι του χρόνου αντίδρασης. Είναι ένα καμπύλο γράφημα που δείχνει ότι ο ρυθμός της αντίδρασης αλλάζει με τη συγκέντρωση του αντιδρώντος. Το γράφημα με τα λευκά σημεία δείχνει τη γραφική παράσταση ln[συγκέντρωση αντιδρώντος] σε σχέση με τον χρόνο αντίδρασης. Είναι ένα γραμμικό γράφημα.
Τι είναι Κινητική Μηδενικής Τάξης
Η κινητική μηδενικής τάξης αναφέρεται σε χημικές αντιδράσεις των οποίων ο ρυθμός της αντίδρασης δεν εξαρτάται από τη συγκέντρωση του αντιδρώντος. Με άλλα λόγια, η συγκέντρωση των αντιδρώντων δεν επηρεάζει την ταχύτητα της αντίδρασης. Επομένως, όσο η θερμοκρασία είναι σταθερή, ο ρυθμός αντίδρασης θα είναι σταθερός σε κινητικές μηδενικής τάξης.
Ανεξάρτητα από το ποια αντιδρώντα υπάρχουν και σε ποιο βαθμό οι συγκεντρώσεις τους έχουν αλλάξει, ο ρυθμός της αντίδρασης θα παραμείνει ο ίδιος. Επομένως, ο ρυθμός της αντίδρασης δίνεται ως,
Βαθμολογία = k
Όπου, k είναι η σταθερά ρυθμού.
Ένα καλό παράδειγμα για αντιδράσεις μηδενικής τάξης είναι η αποσύνθεση του υποξειδίου του αζώτου παρουσία πλατίνας ως καταλύτη.
2N2 O(g) → 2N2(g) + O2(g)
Ο ρυθμός αυτής της αντίδρασης είναι ίσος με τη σταθερά ταχύτητας. Ως εκ τούτου, ο ρυθμός της αντίδρασης μπορεί να δοθεί όπως παρακάτω.
Τιμή =k[N2 O(g) ]
Εικόνα 2:Το γράφημα της συγκέντρωσης του αντιδρώντος σε σχέση με τον χρόνο αντίδρασης
Το παραπάνω γράφημα δείχνει τη διακύμανση της συγκέντρωσης των αντιδρώντων με το χρόνο αντίδρασης για κινητικές μηδενικής τάξης. Είναι ένα γραμμικό γράφημα.
Διαφορά μεταξύ κινητικών πρώτης τάξης και μηδενικής τάξης
Ορισμός
Κινητική πρώτης τάξης: Η κινητική πρώτης τάξης αναφέρεται σε χημικές αντιδράσεις των οποίων ο ρυθμός αντίδρασης εξαρτάται από τη μοριακή συγκέντρωση ενός αντιδραστηρίου.
Κινητική μηδενικής τάξης: Η κινητική μηδενικής τάξης αναφέρεται σε χημικές αντιδράσεις των οποίων ο ρυθμός της αντίδρασης δεν εξαρτάται από τη συγκέντρωση του αντιδρώντος.
Γράφημα συγκέντρωσης αντιδρώντων έναντι χρόνου
Κινητική πρώτης τάξης: Το γράφημα της συγκέντρωσης των αντιδρώντων σε σχέση με το χρόνο για την κινητική πρώτης τάξης είναι ένα καμπύλο γράφημα.
Κινητική μηδενικής τάξης: Το γράφημα της συγκέντρωσης των αντιδρώντων σε σχέση με το χρόνο για κινητικές μηδενικής τάξης είναι ένα γραμμικό γράφημα.
Συγκέντρωση αντιδραστηρίου
Κινητική πρώτης τάξης: Οι κινητικές αντιδράσεις πρώτης τάξης εξαρτώνται από τη συγκέντρωση του αντιδρώντος.
Κινητική μηδενικής τάξης: Οι κινητικές αντιδράσεις μηδενικής τάξης δεν εξαρτώνται από τη συγκέντρωση του αντιδρώντος.
Νόμος ποσοστού
Κινητική πρώτης τάξης: Ο νόμος ταχύτητας των κινητικών αντιδράσεων πρώτης τάξης περιλαμβάνει τη σταθερά ταχύτητας πολλαπλασιασμένη με τη συγκέντρωση του αντιδρώντος.
Κινητική μηδενικής τάξης: Ο νόμος ρυθμού των κινητικών αντιδράσεων μηδενικής τάξης περιλαμβάνει μόνο τη σταθερά ταχύτητας.
Συμπέρασμα
Ο νόμος του ρυθμού ή η εξίσωση ρυθμού δίνει τις πιο σημαντικές λεπτομέρειες σχετικά με τη χημική κινητική των συστημάτων. Περιγράφει τον ρυθμό μιας συγκεκριμένης αντίδρασης όσον αφορά τη συγκέντρωση του αντιδρώντος και τη σταθερά ταχύτητας σε σταθερή θερμοκρασία. Σύμφωνα με την κινητική των χημικών αντιδράσεων, υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι αντιδράσεων. Είναι αντιδράσεις μηδενικής τάξης, πρώτης τάξης, αντιδράσεις και αντιδράσεις δεύτερης τάξης. Αυτές οι αντιδράσεις διαφέρουν μεταξύ τους ανάλογα με τη σειρά της αντίδρασης σε σχέση με τα αντιδρώντα που υπάρχουν σε ένα συγκεκριμένο σύστημα.
