11 Příklad reakce prvního řádu: Podrobné vysvětlení

by

Reakce prvního řádu je lineárně závislá na koncentraci reaktantu pouze jednoho reaktantu. V tomto článku „příklad reakce prvního řádu“ jsou stručně diskutovány různé typy příkladů s podrobným vysvětlením.

Příklady jsou -

  1. Hydrolýza aspirinu.
  2. Reakce t-butylbromidu s vodou
  3. Hydrolýza protirakovinného léku Cis-platina
  4. Rozklad peroxidu vodíku
  5. Hydrolýza methylacetátu
  6. Hydrogenace ethenu
  7. Hydrolýza sacharózy.
  8. Rozklad dusičnanu amonného.
  9. Rozklad oxidu dusného.
  10. Rozklad sulfurylchloridu
  11. Rozklad azomethanu

Co je reakce prvního řádu?

Kinetika reakce prvního řádu je definována jako jeden typ chemické reakce, ve které je rychlost reakce závislá pouze na první mocnině jednoho reaktantu.

Rychlostní zákon reakce prvního řádu je zapsán jako -d[A]/dt. [A] je koncentrace reaktantu A, t je čas a -d[A]/dt je rychlost koncentrace vzhledem k tomu.

Rychlostní rovnice kinetiky prvního řádu je-

A = A0 exp(-kt)

ln A = ln A0 -kt.

[A= koncentrace v čase t; A0= koncentrace reaktantu v čase, t=0; k= rychlostní konstanta prvního řádu a t= čas]. Jednotkou rychlostní konstanty prvního řádu je čas-1.

Rychlost reakce závisí pouze úměrně na koncentraci reaktantu. Graf ln A s časem je nakreslen níže. Dodržuje rovnici přímky (y= mx +c)

příklad reakce prvního řádu
Energetický diagram reakce prvního řádu
oříznuté logo lambdageeks jpeg 4

Hydrolýza aspirinu

Hydrolýza aspirinu je speciálním typem první reakce na objednávku která je definována jako pseudo reakce prvního řádu. Aspirin podléhá hydrolýze (reakce s vodou) a rozkládá se na dvě složky, kyselinu octovou (CH3COOH) a kyselina salicylová. reakce se píše jako -

obrázek 99
Hydrolýza aspirinu
oříznuté logo lambdageeks jpeg 6

Reakce t-butylbromidu s vodou

Tato reakce je nukleofilní substituční unimolekulární reakcí nebo reakcí typu SN1. Bromid je eliminován jako odstupující skupina tvořící stabilní 30 karbokation. Poté molekula vody napadne karbokation a vytvoří t-butylalkohol jako substituční produkt.

Hydrolýza protirakovinného léku, Cis-platina

Cis-platina, cis-[Pt(NH3)2Cl2] je velmi dobře známý lék proti rakovině. Cis-platina podléhá hydrolytické reakci hlavně ve vazbách Pt-Cl a tvoří Pt-aqua komplex. Aktivační energie potřebná pro tuto hydrolýzu je přibližně 25-27 kcal/mol a změna volné energie je 0-2 kcal/mol. Rychlostní zákon této reakce lze vysvětlit pomocí reakční kinetiky prvního řádu.

Chcete-li vědět více, projděte si: N2 polární nebo nepolární: Proč, jak, vlastnosti a podrobná fakta

Rozklad peroxidu vodíku

Peroxid vodíku podléhá rozkladné reakci, ale tento proces je při mírné teplotě velmi pomalý. Rychlost reakce může být urychlena vysokou teplotou nebo v přítomnosti katalyzátoru (oxid manganu nebo oxid olova). Tyto produkty hydrolýzy jsou voda a kyslík.

 2H2O2  → 2H2O+O2

Hydrolýza methylacetátu

Methyl acetát se účastní hydrolýzy za přítomnosti velké koncentrace kyseliny (HCl) v rozmezí 90-1100C. Velká koncentrace reaktantu ukazuje, že reakce probíhá přes pseudo reakci prvního řádu. Produkuje octová kyselina a methylalkohol jako produkt. Rychlostní konstanta prvního řádu je 0.17 × 10-8 s-1 na 250C v nepřítomnosti jakéhokoli katalyzátoru a tato hodnota rychlostní konstanty bude 1.41 x 10-4 (mol/l) s-1 v přítomnosti katalyzátoru.

CH3COOCH3 +H2O → CH3OH + CH3COOH

Chcete-li vědět více, zkontrolujte: Is ch2cl2 Polar: Proč, jak, kdy a podrobná fakta

Hydrogenace ethenu

Reakce ethenu s vodíkem v přítomnosti jemně rozptýleného niklového katalyzátoru je převážně reakcí prvního řádu. K reakci je zapotřebí aktivační energie 15.8 KJ/mol a teplota 1500C. Tato hydrogenace produkuje ethan. C=C dvojná vazba se redukuje za vzniku jednoduché vazby CC.

CH2= CH2 + H2 → CH3CH3

Hydrolýza sacharózy

Sacharóza podléhá hydrolytické reakci, při které se přeruší glykosidická vazba a vytvoří se glukóza a fruktóza. Toto je také příklad pseudo reakce prvního řádu, protože změna koncentrace vody je velmi zanedbatelná před a po dokončení reakce. V nepřítomnosti enzymu tato reakce probíhá velmi pomalu, ale v přítomnosti katalyzátoru bude rychlost rychlejší.

C12H22O11 +H2O → C6H12O6+ C6H12O6

Rozklad dusičnanu amonného

Teplo může způsobit rozklad v pevném dusičnanu amonném pod 3000C.  Tímto rozkladem vzniká oxid dusný (N2O) a vodu.

NH4NE3 → N2O + 2H2O.

Tato rozkladná reakce sleduje kinetiku prvního řádu.

Při více než 3000C rozkladná reakce je zcela odlišná. Reakce je -

2NH4NE3 → 2N2+ O.2 + 4H2O

Prochází také kinetikou prvního řádu.

Rozklad oxidu dusného

Oxid dusný (N2O5) prochází rozkladnou reakcí a řídí se kinetikou prvního řádu. Rychlostní konstanta prvního řádu je 5×10-4 s-1 na 450C.

2N2O5(G) → 4NO2(g) + O.2(G)

Chcete-li vědět více, postupujte takto: 15 Příklady souřadnicových kovalentních vazeb: Detailní pohled a fakta

Rozklad sulfurylchloridu

Sulfurylchlorid (SO2Cl2) podléhá rozkladné reakci v přítomnosti tepla nad 373 K (bp - 303 K). Tento rozklad je an příklad homogenní reakce v plynné fázi prvního řádu a produkuje oxid siřičitý (SO2) a chlor (Cl2).

Pro tohle rozkladná reakce starší vzorek sulfurylchloridu získá nažloutlou barvu.

SO2Cl2 → SO2+Cl2

Rozklad azomethanu

Projekt rozkladná reakce se provádí při zásadně vyšší teplotě (290-3400 °C). Azomethan podléhá rozkladu a řídí se zákonem rychlosti prvního řádu. Jako rozložený produkt se získá dusík a ethan.

(CH3)2N2 → N2 + C2H6

 Celkový tlak azomethanu na začátku reakce je 36.2 mm Hg a po 15 minutách se stane 42.4 mm Hg.

Chcete-li vědět více, postupujte takto: Příklady SN2: Podrobné statistiky a fakta

Často kladené otázky (FAQ)

 Jaký je poločas reakce prvního řádu?

Odpověď: Poločas jakékoli reakce je doba, za kterou je reakce z 50 % dokončena. Vzorec poločasu reakce prvního řádu je t1/2 = 0.693/k [k = rychlostní konstanta prvního řádu]. Koncentrace reakčních složek nemá žádný vliv na poloviční rychlost reakce prvního řádu.

Kolik času bude vyžadovat dokončení reakce prvního řádu?

Odpověď: Trvá to nekonečně dlouho dokončit jakoukoli reakci prvního řádu. Reakce nultého řádu je v podstatě dokončena v konečném čase. Reakce s řádem větším než nula trvá nekonečně dlouho, než se dokončí.

Jaká je povaha grafu znázorňujícího koncentraci reaktantu v závislosti na čase?

Odpověď: Povaha grafu znázorňujícího koncentraci reaktantů v závislosti na čase je hyperbolické povahy.

Na kterém faktoru závisí jakákoli rovnice prvního řádu?

Odpověď: Koncentrace reaktantu je jedním a jediným určujícím faktorem reakce prvního řádu. Pokud se koncentrace reaktantu zdvojnásobí, rychlost reakce prvního řádu se zdvojnásobí.

Také čtení: