Reaktionshastighet där koncentrationen av en reaktant skiljer sig åt. Blir sambandet linjärt?
Hej!
Jag har laborerat i Kemi 2 och ska nu skriva laborationsrapport.
Vi ska bestämma reaktionshastigheten för följande reaktion där koncentrationen saltsyra varierar:
2 HCl (aq) + CaCO3 (s) → CO2 (g) + CaCl2 (aq) + H2O (l)
Jag har fört in mina resultat i en graf, där jag fått ett linjärt samband mellan x och y, där y= reaktionshastigheten (n(CaCO3)/t) och x= koncentrationen saltsyra. Jag undrar dock varför detta samband blir linjärt när den generella formeln för reaktionshastighten för reaktionen ser ut så här:
v = k 𑁦 [HCl]^2 𑁦 [CaCO3]
Koncentrationen CaCO3 är ju, liksom k, konstant. Då borde väl sambandet kunna skrivas så här:
v = [HCl]^2
Borde inte sambandet bli exponentielt då?
Tacksam för svar!
Jag tror att det har skett ett litet missförstånd här. En reaktion av typen 2A + B —> produkter har bara reaktionshastigheten k[A]2[B] om reaktionen är elementär. Det betyder ungefär att den sker som den står skriven, dvs om man kunde studera reaktionen skulle två A samtidigt kollidera med en B och bilda produkterna. Så behöver inte vara fallet, utan först kanske en A och en B reagerar för att bilda en intermediär C, som sedan reagerar med en till A och bildar slutprodukterna. Totalt sett har då två A och en B bildat produkterna, men den har inte skett på det sättet i ett enda steg. Då blir inte heller hastigheten k[A]2[B]. Faktum är att man kan se direkt att den här reaktionen inte kan vara elementär eftersom det ju inte finns några HCl-molekyler i en vattenlösning. HCl sönderdelas i vatten till oxoniumjoner och kloridjoner och de förstnämnda är de som reagerar med kalciumkarbonat i ett eller flera ytterligare steg.
Eftersom de flesta reaktionerna inte sker i ett enda steg som de är skrivna i en reaktionsformel är det svårt att veta på förhand hur snabbt de kommer att ske. Man måste göra experiment, precis som du har gjort, och bestämma hastigheten den vägen istället. Då märker man ofta att hastigheten är proportionell mot någon eller flera av reaktanternas koncentrationer. Då säger man att reaktionen är av första ordningen med avseende på ämnet. I ditt fall verkar t.ex. reaktionen vara av första ordningen med avseende på saltsyra.
Teraeagle skrev:Jag tror att det har skett ett litet missförstånd här. En reaktion av typen 2A + B —> produkter har bara reaktionshastigheten k[A]2[B] om reaktionen är elementär. Det betyder ungefär att den sker som den står skriven, dvs om man kunde studera reaktionen skulle två A samtidigt kollidera med en B och bilda produkterna. Så behöver inte vara fallet, utan först kanske en A och en B reagerar för att bilda en intermediär C, som sedan reagerar med en till A och bildar slutprodukterna. Totalt sett har då två A och en B bildat produkterna, men den har inte skett på det sättet i ett enda steg. Då blir inte heller hastigheten k[A]2[B]. Faktum är att man kan se direkt att den här reaktionen inte kan vara elementär eftersom det ju inte finns några HCl-molekyler i en vattenlösning. HCl sönderdelas i vatten till oxoniumjoner och kloridjoner och de förstnämnda är de som reagerar med kalciumkarbonat i ett eller flera ytterligare steg.
Eftersom de flesta reaktionerna inte sker i ett enda steg som de är skrivna i en reaktionsformel är det svårt att veta på förhand hur snabbt de kommer att ske. Man måste göra experiment, precis som du har gjort, och bestämma hastigheten den vägen istället. Då märker man ofta att hastigheten är proportionell mot någon eller flera av reaktanternas koncentrationer. Då säger man att reaktionen är av första ordningen med avseende på ämnet. I ditt fall verkar t.ex. reaktionen vara av första ordningen med avseende på saltsyra.
Tack så hemskt mycket för svar!!!
En följdfråga:
Vet man varför hastigheten är proportionell mot reaktanten/-erna?
Tack än en gång!!!
Det har med sannolikhet att göra. Vid högre koncentration finns fler partiklar i samma volym och då blir det mer sannolikt att reaktionen sker, dvs hastigheten ökar. Men varför hastigheten är proportionell mot koncentrationen och inte koncentrationen i kvadrat är svårare att svara på. Det vanligaste (och på sätt och vis mest logiska) är att hastigheten är proportionell mot koncentrationen. Frågan är snarare varför vissa reaktioner inte är det.
Tack så mycket för hjälpen!
