Die Reaktionsordnung feststellen

Zu wissen, wie verschiedene Konzentrationen von Chemikalien die Geschwindigkeit einer Reaktion beeinflussen, ist unerlässlich dafür, viele chemische Prozesse zu verstehen. Der Begriff 'Reaktionsordnung' bezieht sich darauf, wie sich die Konzentration eines oder mehrerer Reaktanten (Chemikalien) auf die Reaktionsgeschwindigkeit auswirkt. Die allgemeine Ordnung einer jeden Reaktion ist die Summe der Ordnungen aller vorhandenen Reaktanten. Obwohl dir die balancierte chemische Reaktionsgleichung anzusehen nicht helfen wird, die Reaktionsordnung zu bestimmen, kannst du diese Information aus der Betrachtung der Geschwindigkeitsgleichung ableiten oder indem du die jeweilige Reaktion grafisch darstellst.

Methode 1

Methode 1 von 3:

Die Geschwindigkeitsgleichung analysieren

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Die Geschwindigkeitsgleichung kann dir helfen, die Ordnung der Reaktion zu bestimmen. Diese Gleichung zeigt den Anstieg oder die Abnahme eines bestimmten Stoffes in Bezug auf die Zeit. Andere Gleichungen, die mit der Reaktionsgleichung in Verbindung stehen, helfen dir nicht, die Reaktionsordnung herauszufinden.^{[1]XForschungsquelle}
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Ermittle die Ordnung jedes Reaktanten. Jeder Reaktant, der in der Geschwindigkeitsgleichung angeführt ist, hat einen Exponenten von 0, 1 oder 2 (über 2 kommt sehr selten vor). Der Exponent zeigt die Ordnung des Reaktanten an. Betrachte die Exponenten:^{[2]XForschungsquelle}
- Eine Null bedeutet, dass die Konzentration dieses Reaktanten für die Geschwindigkeitsgleichung nicht von Bedeutung ist.
- Eine Eins bedeutet, dass die Konzentration dieses Reaktanten zu erhöhen die Geschwindigkeit der Reaktion auf lineare Weise erhöhen wird (den Reaktanten zu verdoppeln verdoppelt die Geschwindigkeit).
- Eine Zwei bedeutet, dass die Reaktionsgeschwindigkeit sich um die erhöhte Konzentration zum Quadrat erhöht (den Reaktanten zu verdoppeln erhöht die Geschwindigkeit auf ein Vierfaches).
- Reaktanten der Ordnung Null werden häufig in der Geschwindigkeitsgleichung nicht angegeben, da jede Zahl zur nullten Potenz gleich eins ist.
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Addiere die Ordnung aller Reaktanten miteinander. Die Reaktionsordnung insgesamt ist die Summe der Ordnungen aller Reaktanten. Addiere die Exponenten jedes Reaktanten, um die gesamte Reaktionsordnung herauszufinden. Die Zahl ist üblicherweise weniger als oder gleich zwei.^{[3]XForschungsquelle}
- Wenn ein Reaktant eins zum Beispiel erster Ordnung ist (einen Exponenten von 1 hat) und der Reaktant zwei erster Ordnung (einen Exponenten von 1 hat), dann wäre die gesamte Reaktion eine Reaktion zweiter Ordnung.
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Methode 2

Methode 2 von 3:

Datenpunkte grafisch darstellen

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Als linearer Graph wird ein Graph bezeichnet, der eine konstante Änderungsrate hat. In anderen Worten verändert sich die abhängige Variable in der ersten Sekunde so viel wie in der zweiten, dritten und so weiter. Ein linearer Graph sieht auf dem Blatt aus wie eine gerade Linie.
Das zeigt an, wie viel von dem Reaktanten zu jedem beliebigen Punkt während der Reaktion verbleibt. Wenn dieser Graph linear ist, bedeutet das, dass die Konzentration des Reaktanten sich nicht auf die Geschwindigkeit auswirkt, mit der die Reaktion voranschreitet. In diesem Fall ist der Reaktant ein Reaktant nullter Ordnung.^{[4]XForschungsquelle}
Wenn den natürlichen Logarithmus des Reaktanten darzustellen einen linearen Graphen ergibt, ist der Reaktant ein Reaktant erster Ordnung. Das bedeutet, dass sich die Konzentration des Reaktanten auf die Reaktionsgeschwindigkeit auswirkt. Wenn der Graph nicht linear ist, musst du einen graphischen Test auf einen Reaktanten zweiter Ordnung machen.^{[5]XForschungsquelle}
Ein linearer Graph von [1/Konzentration des Reaktanten] weist auf einen Reaktanten zweiter Ordnung hin. Wenn dieser Graph nicht linear ist, musst du ausprobieren, Reaktionen nullster oder erster Ordnung zu zeichnen.^{[6]XForschungsquelle}
Wenn du einen linearen Graphen für jeden Reaktanten gefunden hast, kennst du die Ordnung jedes Reaktanten. Damit kannst du die Reaktionsordnung insgesamt berechnen. Addiere alle Ordnungen der Reaktanten. Das ist die Reaktionsordnung für die ganze Reaktion.^{[7]XForschungsquelle}
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Methode 3

Methode 3 von 3:

Übungsaufgaben lösen

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Wenn das Verdoppeln der Konzentration eines Reaktanten bewirkt, dass die Geschwindigkeit sich verdoppelt, dann ist dieser Reaktant erster Ordnung. In diesem Fall sind beide Reaktanten erster Ordnung. Die Summe zweier Reaktanten erster Ordnung ist eine Reaktion zweiter Ordnung.
Wenn die Änderung der Konzentration eines Reaktanten keine Änderung der Geschwindigkeit bewirkt, ist dieser Reaktant nullter Ordnung. In diesem Fall sind beide Reaktanten nullter Ordnung. Eine Reaktion aus zwei Reaktanten nullter Ordnung liefert eine gesamte Reaktion nullter Ordnung.
Der Reaktant, der sich auf die Reaktionsgeschwindigkeit auswirkt, ist zweiter Ordnung. Der zweite Reaktant wirkt sich nicht auf die Geschwindigkeit aus und ist nullter Ordnung. Die Summe der Ordnungen ist zwei, daher ist es eine Reaktion zweiter Ordnung.
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