Concentration et loi des vitesses de réaction

La vitesse d'une réaction dépend souvent sur les concentrations de réactif. Pour toute réaction, la relation entre la vitesse de réaction et les concentrations de réactif peut être exprimé mathématiquement à l'aide d'une loi ou équation de taux. Dans une loi de taux, k est la constante de proportionnalité, ou la constante de vitesse, et n est l'ordre de réaction par rapport à un seul réactif, dont la valeur est souvent un nombre entier.

Dans les lois de vitesse pour les réactions multi-réactifs, l'ordre de réaction global est la somme de tous les ordres de réactifs. Pour chaque réactif, la vitesse de réaction, la constante de vitesse, concentration et ordre de réaction sont tous déterminés expérimentalement. La loi des taux exprime la relation entre tous ces paramètres.

Les ordres individuels de réactifs prennent généralement les valeurs 0, 1 ou 2 et en fonction de l'ordre global de la réaction, les réactions chimiques peuvent être catégorisées en réactions d'ordre zéro, de premier ordre ou de second ordre. Une réaction chimique à un seul réactif ou unimoléculaire pour lequel la vitesse de réaction reste constante pendant toute sa durée est une réaction d'ordre zéro. L'ordre des réactifs dans une réaction d'ordre zéro est de zéro, et selon la loi de vitesse, la concentration de réactif est élevée à la puissance zéro.

Puisque la valeur de tout nombre élevé à la puissance zéro est un, la vitesse de réaction d'une réaction d'ordre zéro est égal à la constante de vitesse et, par conséquent, indépendante de la concentration du réactif. Par conséquent, dans une réaction d'ordre zéro, même si la concentration du réactif diminue, la vitesse de réaction ne ralentit pas. Une réaction chimique unimoléculaire où la vitesse de réaction est directement proportionnelle à la concentration du réactif est une réaction de premier ordre.

L'ordre des réactifs pour une réaction de premier ordre est un, et selon la loi de taux, la concentration du réactif est élevée à la première puissance. Puisque la valeur de tout nombre élevé à la puissance un reste le même, la vitesse de réaction d'une réaction de premier ordre dépend directement de la concentration du réactif. À mesure que la concentration de réactif diminue, la vitesse de réaction diminue proportionnellement de manière linéaire.

Une réaction chimique unimoléculaire où la vitesse de réaction dépend du carré de la concentration du réactif est une réaction de second ordre. L'ordre des réactifs est de deux et la concentration des réactifs est élevée à la deuxième puissance. En conséquence, la vitesse de réaction dans une réaction de second ordre dépend directement du carré de la concentration du réactif.

Lorsque la concentration des réactif diminue, la vitesse de réaction diminue de façon exponentielle et quadratique.