Question 1

מהו ההבדל בין קינטיקה לתרמודינמיקה בתגובות כימיות?

Accepted Answer

תרמודינמיקה קובעת אם תגובה תתרחש והאם היא תספוג או תשחרר אנרגיה. קינטיקה מתייחסת לקצב התגובה ולמהירות שבה המערכת מגיעה לשיווי משקל. שני הגורמים הללו שולטים בתגובות כימיות, אך הקינטיקה מתארת באופן ספציפי את מהירות המרת המגיבים למוצרים באמצעות משוואת חוק הקצב.

Question 2

כיצד סדר התגובה קשור לריכוז המגיבים?

Accepted Answer

סדר התגובה ממחיש כיצד הקצב תלוי בריכוז המגיבים ואינו תלוי במקדמים הסטוכיומטריים. אם הכפלת ריכוזו של מגיב אינה משנה את הקצב, הסדר הוא אפס. אם הקצב מכפיל את עצמו כאשר הריכוז מכפיל את עצמו, הסדר הוא סדר ראשון. סדר התגובה הכולל הוא סכום הסדרים האינדיבידואליים של כל מגיב.

Question 3

מדוע חוק הקצב האינטגרלי שימושי יותר מחוק הקצב הדיפרנציאלי עבור נתונים ניסיוניים?

Accepted Answer

חוק הקצב הדיפרנציאלי קושר בין הקצב לבין הריכוז בנקודת זמן ספציפית, אך קשה להשתוות בינו לבין מדידות ניסיוניות בדידות. חוק הקצב האינטגרלי משווה בין ריכוזי המגיבים בתחילת התגובה ובזמנים מוגדרים, ומניב גרפים ליניאריים כאשר נתוני הריכוז מדוהים כפונקציה של הזמן, מה שהופך את קביעת סדר התגובה לפשוטה.

Question 4

מה חושף השיפוע של גרף ריכוז כפונקציה של זמן לגבי תגובה כימית?

Accepted Answer

השיפוע של גרף ריכוז כפונקציה של זמן תלוי בסדר התגובה. עבור תגובות מסדר אפס, גרף לינארי של ריכוז כפונקציה של זמן נותן את השיפוע. עבור תגובות מסדר ראשון, שרטוט הלוגריתם הטבעי (ln) של הריכוז כפונקציה של זמן יוצר שיפוע לינארי השווה לסדר התגובה. קבוע הקצב k נקבע לאחר מכן מתוך שיפוע זה.

Question 5

כיצד ניתן להשתמש במדידת לחץ כדי לקבוע את קצב התגובה בניסוי של פירוק מימן-פרוקסיד?

Accepted Answer

כיוון שגז חמצן הוא תוצר של פירוק מימן-פרוקסיד, העלייה בלחץ המערכת מעידה באופן ישיר על היווצרות חמצן. באמצעות חוק הגזים האידיאליים, ניתן להמיר את העלייה בלחץ למולים של חמצן שנוצרו, נתון המתייחס למולים של מימן-פרוקסיד שהתפרקו. קצב שינוי הלחץ לאורך זמן מספק את קצב התגובה ההתחלתי.

Question 6

מדוע לקבוע הקצב k יש יחידות מידה שונות בהתאם לסדר התגובה?

Accepted Answer

משוואת חוק הקצב דורשת עקביות מימדית. עבור תגובות מסדר אפס, היחידות של k הן מולים לליטר לשנייה. עבור תגובות מסדר ראשון, היחידות של k הן שניות הפוכות. עבור תגובות מסדר שני, היחידות של k הן ליטר למול לשנייה. יחידות שונות אלו מבטיחות שמשוואת הקצב תניב שינוי בריכוז ליחידת זמן.

Question 7

מהם היישומים המעשיים של הבנת חוקי קצב תגובה?

Accepted Answer

חוקי קצב תגובה שולטים בסינתזה של תרכובות כגון ננו-גבישים של קדמיום סלניד, שבהם כל שלב נשלט בקפידה בהתבס על מהירות התגובה. חוקי קצב מתארים גם דעיכה רדיואקטיבית וקובעים את זמן מחצית החיים לצורך הובלה בטוחה של חומרים. בנוסף, קצבי פירוק של תרופות מאפשרים קביעה של המינון המתאים ושיטות הגשה של תרופות.

קביעת חוקי התעריפים וסדר התגובה - חידון הערכה