Erdődi Ferenc, Gergely Pál, Vereb György

Általános és bioszervetlen kémia


Elsőrendű reakciók

A kinetikusan elsőrendű reakciók sebessége egyetlen anyag koncentrációjával arányos:
 
v = k[A] .
 
A sebesség egységét leggyakrabban mol·dm3·s1-ben fejezzük ki, így a fenti egyenletben a k egysége s–1 és az [A] egysége mol/dm3.
Ilyen reakciók például a gázfázisban magas hőmérsékleten (1000 °C-on) lejátszódó bomlások:
 
Az elsőrendű reakciók sebességét jellemezhetjük a reagáló anyag koncentrációjának időbeli csökkenésével:
 
 
A fenti differenciálegyenlet integrálásával számítható ki a sebességi állandó. Az átalakuló anyag kezdeti koncentrációja (t = 0 időpontban) legyen [A]0 és a t időpontban legyen [A]. Az integrált sebességi egyenlet:
 
ln [A]0 = ln [A] + kt
 
ill. 10-es alapú logaritmussal kifejezve:
 
 
A sebességi állandó kiszámítható, ha ismerjük a kezdeti koncentrációt, és meghatározzuk a t időpontig átalakult anyag mennyiségét. A fenti összefüggés logaritmus része arra utal, hogy az átalakuló anyag koncentrációja exponenciálisan csökken az elsőrendű reakciókban (98.a ábra). Ennek megfelelően a log[A]-idő függvény lineáris minden elsőrendű folyamatra (98.b ábra).
A reakciók kinetikus rendjének meghatározását megkönnyíti a felezési idő, vagyis az az időtartam, amely alatt az átalakuló anyag koncentrációja a kezdeti érték felére csökken. Ebben az időpontban (t1/2) [A] = [A]0/2, így a kinetikusan elsőrendű reakcióban:
 
 
98. ábra. N2O5 bomlása gázfázisban 45 °C-on. A bomlási reakció: 2N2O5(g) → 4NO2(g)+O2(g) kinetikusan elsőrendű folyamat. a) A reakció felezési ideje független a kezdeti koncentrációtól és minden felezési idő eltelte után a koncentráció felére csökken. b) A koncentráció logaritmusának időbeli változása egyenest ad
 
A 98.a ábrából látható, hogy az N2O5 bomlási reakciójának felezési ideje 1440 s (24 perc) 45 °C-on. A kinetikusan elsőrendű reakciók felezési ideje független a kezdeti koncentrációtól, a kémiai folyamat a sebességi állandó mellett a felezési idővel is pontosan jellemezhető. Ezt felhasználhatjuk a reakciórend kísérleti meghatározására is, ha a kezdeti koncentrációt változtatva a felezési idő nem változik, akkor a reakció elsőrendű.
 

Általános és bioszervetlen kémia

Tartalomjegyzék


Kiadó: Semmelweis Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 331 705 1

A könyv feladata, hogy az orvostudományt, gyógyszerésztudományt és biológiát választó egyetemi szak hallgatóit és e téma iránt érdeklődőket megismertesse egyrészt a kémia tudomány alapjaival, az általános kémiával, másrészt a fémek és nemfémes elemek biológiai szerepével, a bioszervetlen kémiával vagy másképp, szervetlen biokémiával.

Hivatkozás: https://mersz.hu/erdoddi-gergely-vereb-altalanos-es-bioszervetlen-kemia//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave