קביעת סדר התגובה

עבור תגובה כימית, משוואת הקצב מבטאת את הקשר בין קצב התגובה וריכוז המגיב. המעריכים של ריכוזי מגיב משפיעים על קצב התגובה באופן פרטני ונקראים סדרי תגובה. סדר התגובה נקבע בניסוי באמצעות יישום שיטת הקצבים ההתחלתיים, שבהם תגובה כימית מבוצעת כמה פעמים עם ריכוזי מגיבים משתנים כדי למדוד את קצבי התגובה ההתחלתי.

עלייה בריכוז המגיב, המייצרת עלייה פרופורציונלית באופן ליניארי בקצב התגובה, מאפיינת תגובה מסדר ראשון. אם הכפלה של ריכוז המגיב מכפילה פי ארבעה את הקצב ההתחלתי, אז התצפית מעידה על תגובה מסדר שני. לעומת זאת, אם השינוי בריכוזי המגיב אינו משפיע על ערכי הקצב ההתחלתי, התצפית מעידה על תגובה מסדר אפס.

כשהנתונים שהתקבלו על קצבים ראשוניים אינם מציגים קשר ברור בין השינוי בריכוז המגיב לקצב המתאים, מחושב יחס על פי משוואות הקצב. כאן כל שני ערכי ריכוז של המגיב ושל קצב התגובה התואמים לו משמשים כדי לקבוע את סדר התגובה. אך מה לגבי תגובות עם כמה מגיבים?

ראשית, באמצעות השיטה של קצבים התחלתיים, קצב התגובה של כל מגיב נקבע בנפרד. לאחר מכן, הקצבים הנפרדים מבוטאים כמעריכים של ריכוזי המגיבים התואמים שלהם כדי לבנות משוואת קצב. לבסוף, סכום המעריכים הנפרדים ממשוואת הקצב קובעים את סדר התגובה הכולל.

בעוד שסדר התגובה מייצג את התלות של קצב התגובה בריכוז המגיב, מדד ישיר של מהירות התגובה היחסית מסומן על ידי קבוע הקצב. קבוע הקצב k הוא קבוע הפרופורציה המקשר בין קצב התגובה למכפלה של ריכוזי המגיבים. היחידה של קבוע קצב תלויה בסדר התגובה הכולל ויכולה להיקבע על ידי ארגון מחדש של משוואת הקצב כדי לפתור אותה עבור קבוע הקצב.

בתגובה מסדר אפס, ל k יחידות של מולריות לשנייה. יחידת המידה לתגובה מסדר ראשון היא 1 חלקי שנייה, ולתגובה מסדר שני, 1 חלקי מולריות לשנייה. קבוע קצב גדול מעיד על תגובה מהירה.

לעומת זאת, קבוע קצב נמוך יותר מעיד על תגובה איטית. ערך של אפס מעיד על היעדרה של כל תגובה כימית.