Reakční kinetika
Přihlásit se
Reakční kinetika (4/18) · 5:09

Odvozování jednotek rychlostní konstanty Jak lze odvodit jednotku rychlostní konstanty z rychlostní rovnice? Ukážeme si na příkladu reakcí nultého, prvního a druhého řádu.

V tomto videu se budeme zabývat tím, jak si lze odvodit jednotky rychlostní konstanty 'k'. Než začneme, měli bychom vědět dvě věci. Zaprvé, rychlostní konstanta 'k' má jednotku. Možná to pro konstanty v chemii vždy neplatí, ale platí to pro 'k'. Zadruhé, pamatujte si, že jednotka rychlostní konstanty 'k' závisí na řádu dané reakce. Takže se budeme držet tohoto druhého tvrzení a odvodíme si tak jednotku 'k' pomocí řádu reakce. Což se hodí, protože si tak nemusíme pamatovat jednotky 'k' pro různé řády reakcí. My se zaměříme na tři nejčastější řády reakcí, na které můžete v hodinách chemie narazit. Budeme mluvit o reakcích nultého, prvního a druhého řádu. A odvodíme si jejich jednotky. Začneme s reakcemi nultého řádu. Reakce nultého řádu mají rychlostní rovnici, která vypadá nějak takhle. Rychlost reakce je rovna 'k' krát koncentrace reaktantu A umocněna na nultou. A cokoliv umocněno na nultou je 1. Takže naše rychlost reakce je rovna konstantě 'k' a jednotka 'k' bude stejná jako jednotka rychlosti. Jednotka rychlosti je vždy molární koncentrace za sekundu. Můžete s jednotkami pracovat skoro jako s čísly. Pokud máte rovnici, jednotky na obou stranách vaší rovnice musí být stejné. Zde máme, že rychlost je rovna 'k', takže 'k' musí mít také jednotku molární koncentrace za sekundu (mol/dm³/s). Toto nám říká, že jednotky pro reakci nultého řádu jsou M/s (mol/dm³/s). Stejně tak můžeme zjistit jednotky 'k' pro reakce prvního a druhého řádu. Pro reakce prvního řádu... Rychlostní rovnice prvního řádu říká, že rychlost reakce je rovna naší rychlostní konstantě 'k' vynásobené koncentrací našeho reaktantu, který umocníme na prvou. Jednotkou rychlosti je M/s, a jednotkou koncentrace bude pořád mol na litr. Takže teď víme, že jednotka 'k' krát M se rovná M/s Na obou stranách máme M, což je fajn, ale chybí nám 1/s na pravé straně. To znamená, že jednotkou 'k' je 1/s. Dá se na to přijít i jinak, pokud se vám nechce dopočítávat jednotky. My totiž můžeme upravit rovnici. Takže pokud dáme 'k' na jednu stranu a zbytek na druhou stranu, zjistíme, že 'k' se rovná rychlosti reakce dělené koncentrací látky A. Jen jsem vydělila obě strany koncentrací A. A protože víme, že jednotky na obou stranách se musí shodovat, můžeme zjistit jednotku 'k' vydělením jednotky rychlosti jednotkou koncentrace. Nebo-li mol na litr za sekundu, jednotka rychlosti, děleno molem na litr, což je jednotka koncentrace. M se vykrátí a nám zbyde 1/s. Takže toto je ještě přímočařejší možnost, jak zjistit jednotku 'k'. Ale myšlenka je stejná. Můžete s jednotkami zacházet stejně jako s čísly, a stačí si hlídat rovnost na obou stranách rovnice. Poslední příklad, který si ukážeme se bude týkat reakcí druhého řádu. Takže reakce druhého řádu nebo-li rychlostní rovnice druhého řádu má tvar rychlost je rovna naší rychlostní konstantě vynásobené koncentrací našeho reaktantu, kterou umocníme na druhou. Na jedné straně máme M/s, jednotka rychlosti, a na druhé straně, protože koncentrace je na druhou, máme molární koncentraci na druhou. Takže M na druhou krát něco se rovná M/s. Přidáme 1/s k jednotce pro 'k', protože chceme, až se tohle vydělí, mít sekundy dole. a chceme vykrátit tyhle koncentrace, takže potřebujeme dát do jmenovatele M. Takže jednotkou 'k' pro reakce druhého řádu je 1 lomeno molární koncentrací lomeno sekundy. Tohle jsou tři nejčastější molekularity, na které můžete v hodinách chemie narazit. Občas ale potkáte reakce, které nejsou ani nultého, ani prvního, ani druhého řádu. A když se tak stane, můžete použít rychlostní rovnici, abyste zjistili jednotky rychlostní konstanty 'k'.
video