Động học phản ứng: phương pháp tốc độ đầu và bậc phản ứng

⏱️ Luật tốc độ là kết quả thực nghiệm

Với phản ứng tổng quát, có thể giả thuyết v=k[A]^m[B]ⁿ. Số m, n phải suy từ dữ liệu hoặc cơ chế đã xác lập; không lấy trực tiếp hệ số phương trình tổng trừ trường hợp bước sơ cấp thích hợp.

Ví dụ tốc độ đầu

Giữ [B], tăng [A] gấp đôi làm tốc độ gấp bốn ⇒ 2^m=4 nên m=2. Giữ [A], tăng [B] gấp đôi mà tốc độ không đổi ⇒ n=0. Luật tốc độ là v=k[A]² trong miền thí nghiệm.

Bậc và đơn vị

Bậc tổng là m+n=2. Nếu v có đơn vị mol·L⁻¹·s⁻¹ thì k có đơn vị L·mol⁻¹·s⁻¹. Phân tích thứ nguyên là cách phát hiện luật tốc độ hoặc phép thế sai.

Nhiệt độ và xúc tác

Thay nhiệt độ làm k đổi; không nên trộn thí nghiệm khác nhiệt độ để suy bậc như thể chỉ nồng độ đổi. Xúc tác tạo cơ chế có rào cản khác, có thể làm luật quan sát thay đổi; nó không đổi cân bằng nhiệt động.

⚠️ Dữ liệu thực không hoàn hảo

Tỉ số hiếm khi đúng chính xác 2 hoặc 4 do sai số. Cần lặp, ước lượng bất định và có thể hồi quy log(v) theo log nồng độ. Không kết luận bậc phân số là sai chỉ vì không nguyên.

✍️ Luyện tập

Từ bảng bốn thí nghiệm, chọn các cặp so sánh, suy m, n, tính k từng hàng và kiểm tra độ nhất quán.