ความแตกต่างที่สำคัญ – กฎหมายอัตราส่วนต่างเทียบกับกฎหมายอัตราแบบบูรณาการ
กฎหมายอัตราส่วนต่างและกฎหมายอัตรารวมเป็นกฎหมายอัตราสองรูปแบบ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกฎอัตราส่วนต่างและกฎอัตรารวมคือกฎหมายอัตราส่วนต่างให้อัตราของปฏิกิริยาเคมีเป็นหน้าที่ของการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารตั้งต้นหนึ่งตัวหรือมากกว่าในช่วงเวลาหนึ่งในขณะที่กฎหมายอัตรารวมให้อัตราของ ปฏิกิริยาเคมีเป็นหน้าที่ของความเข้มข้นเริ่มต้นของสารตั้งต้นตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปหลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่ง
อัตราการเกิดปฏิกิริยาคือการวัดการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารตั้งต้นหรือผลิตภัณฑ์ในระหว่างการดำเนินปฏิกิริยาเคมีใช้กฎอัตราต่างๆ เพื่ออธิบายความคืบหน้าของปฏิกิริยา กฎอัตราเหล่านี้แสดงเป็นความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ระหว่างพารามิเตอร์ต่างๆ
กฎหมายอัตราส่วนต่างคืออะไร
กฎอัตราส่วนต่างใช้เพื่อกำหนดอัตราของปฏิกิริยาเคมีตามหน้าที่ของการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารตั้งต้นตั้งแต่หนึ่งชนิดขึ้นไปในช่วงเวลาหนึ่ง กฎอัตราส่วนต่างระบุว่าเกิดอะไรขึ้นในระดับโมเลกุลของปฏิกิริยาเคมี กลไกโดยรวมของปฏิกิริยาเคมีสามารถกำหนดได้โดยใช้กฎอัตราส่วนต่าง (การแปลงสารตั้งต้นเป็นผลิตภัณฑ์)
สมการกฎหมายอัตราส่วนต่าง
กฎอัตราส่วนต่างสำหรับปฏิกิริยาเคมีด้านล่างสามารถแสดงเป็นนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ได้
A → B + C
อัตรา=– {d[A] / dt}=k[A]
ที่นี่ [A] คือความเข้มข้นของสารตั้งต้น “A” และ “k” คือค่าคงที่อัตรา “n” เป็นตัวกำหนดปฏิกิริยา สามารถรวมสมการกฎอัตราส่วนต่างเพื่อให้ได้ความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่าง [A] กับเวลา "t" การผสานรวมนี้ทำให้กฎหมายอัตราแบบบูรณาการ
รูปที่ 1: กราฟแสดงลำดับของปฏิกิริยา
กฎหมายอัตราแบบบูรณาการคืออะไร
กฎหมายว่าด้วยอัตราการรวมให้อัตราของปฏิกิริยาเคมีเป็นฟังก์ชันของความเข้มข้นเริ่มต้นของสารตั้งต้นตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปหลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่ง กฎอัตราการรวมสามารถใช้เพื่อกำหนดอัตราคงที่ของปฏิกิริยาเคมีหนึ่งๆ และสามารถรับลำดับของปฏิกิริยาได้ผ่านข้อมูลการทดลอง
สมการกฎหมายอัตรารวม
สำหรับปฏิกิริยาเคมี A → B + C กฎอัตรารวมสามารถแสดงเป็นนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ตามที่ระบุด้านล่าง
ln[A]=-kt + ln[A]0
ที่นี่ [A]0 คือความเข้มข้นเริ่มต้นของสารตั้งต้น A และ [A] คือความเข้มข้นของสารตั้งต้น "A" หลังจากเวลา "t"อย่างไรก็ตาม กฎอัตราแบบบูรณาการจะแตกต่างกันไปตามลำดับของปฏิกิริยา "n" สมการข้างต้นมีให้สำหรับปฏิกิริยาเคมีเป็นศูนย์
สำหรับปฏิกิริยาลำดับแรก สมการกฎอัตราคือ
[A]=[A]e-kt
สำหรับปฏิกิริยาลำดับที่สอง สมการกฎอัตราคือ
1/[A]=1/[A]0 + kt
เพื่อกำหนดอัตราคงที่ของปฏิกิริยา สามารถใช้สมการข้างต้นได้ดังนี้
สำหรับปฏิกิริยาสั่งครั้งแรก
k={ln[A] – ln[A]0} / t
สำหรับปฏิกิริยาลำดับที่สอง
k={1/[A] – 1/[A]0} / t
ความสัมพันธ์ระหว่างกฎหมายอัตราส่วนต่างและกฎหมายอัตรารวมคืออะไร
กฎอัตราส่วนต่างของปฏิกิริยาเคมีสามารถรวมเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้กฎอัตรารวมของปฏิกิริยาเคมีเดียวกัน
ความแตกต่างระหว่างกฎหมายอัตราส่วนต่างและกฎหมายอัตรารวมคืออะไร
กฎหมายอัตราส่วนต่างเทียบกับกฎหมายอัตรารวม |
|
| กฎอัตราส่วนต่างใช้เพื่อกำหนดอัตราของปฏิกิริยาเคมีตามหน้าที่ของการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารตั้งต้นตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปในช่วงเวลาหนึ่ง | กฎหมายอัตราแบบบูรณาการให้อัตราของปฏิกิริยาเคมีเป็นหน้าที่ของความเข้มข้นเริ่มต้น (หรือความเข้มข้น ณ ช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง) ของสารตั้งต้นหนึ่งตัวหรือมากกว่าหลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่ง |
| Application | |
| กฎอัตราส่วนต่างสามารถใช้เพื่อระบุสิ่งที่เกิดขึ้นในระดับโมเลกุลของปฏิกิริยาเคมี และสามารถกำหนดกลไกโดยรวมของปฏิกิริยาเคมีได้โดยใช้กฎอัตรานี้ | กฎหมายอัตราการรวมสามารถใช้เพื่อกำหนดอัตราคงที่ของปฏิกิริยาเคมีเฉพาะ |
| การใช้งาน | |
| กฎอัตราส่วนต่างนั้นใช้ยากเมื่อเปรียบเทียบกับกฎหมายอัตราแบบรวม | กฎหมายบูรณาการทำให้ง่ายต่อการกำหนดความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างความเข้มข้นของสารตั้งต้นกับเวลาที่ผ่านไป |
สรุป – กฎหมายอัตราส่วนต่างเทียบกับกฎหมายอัตรารวม
กฎอัตราของปฏิกิริยาเคมีให้ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการเกิดปฏิกิริยากับความเข้มข้นของสารตั้งต้น ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกฎอัตราส่วนต่างและกฎอัตรารวมคือกฎหมายอัตราส่วนต่างให้อัตราของปฏิกิริยาเคมีเป็นหน้าที่ของการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารตั้งต้นหนึ่งตัวหรือมากกว่าในช่วงเวลาหนึ่งในขณะที่กฎหมายอัตรารวมให้อัตรา ปฏิกิริยาเคมีเป็นฟังก์ชันของความเข้มข้นเริ่มต้นของสารตั้งต้นตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปหลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่ง