Constant Rate Reaksi: Definisi dan Persamaan

Itu tingkat konstan merupakan faktor proporsionalitas dalam undang-undang tarif kinetika kimia yang menghubungkan konsentrasi reaktan molar dengan laju reaksi. Ia juga dikenal sebagai laju reaksi konstan atau koefisien laju reaksi dan ditunjukkan dalam persamaan dengan huruf k.

Takeaways Utama: Tingkat Konstan

Untuk reaksi kimia umum:

aA + bB → cC + dD

itu laju reaksi kimia dapat dihitung sebagai:

Nilai = k [A]^Sebuah[B]^b

Menyusun ulang persyaratan, konstanta laju adalah:

konstanta laju (k) = Nilai / ([A]^Sebuah[B]^Sebuah)

Di sini, k adalah konstanta laju dan [A] dan [B] adalah konsentrasi molar reaktan A dan B.

Huruf a dan b mewakili urutan reaksi sehubungan dengan A dan urutan reaksi sehubungan dengan b. Nilai-nilai mereka ditentukan secara eksperimental. Bersama-sama, mereka memberikan urutan reaksi, n:

a + b = n

Sebagai contoh, jika menggandakan konsentrasi A menggandakan laju reaksi atau melipatgandakan konsentrasi A menggandakan laju reaksi, maka reaksi tersebut adalah urutan pertama sehubungan dengan A. Konstanta laju adalah:

k = Nilai / [A]

Jika Anda menggandakan konsentrasi A dan laju reaksi meningkat empat kali lipat, laju reaksi sebanding dengan kuadrat konsentrasi A. Reaksi adalah urutan kedua sehubungan dengan A.

k = Nilai / [A]²

Konstanta laju juga dapat diekspresikan menggunakan Persamaan Arrhenius:

k = Ae^{-Ea / RT}

Di sini, A adalah konstan untuk frekuensi tumbukan partikel, Ea adalah energi aktivasi dari reaksi, R adalah konstanta gas universal, dan T adalah suhu absolut. Dari persamaan Arrhenius, jelas terlihat bahwa suhu adalah yang utama faktor yang mempengaruhi laju reaksi kimia. Idealnya, konstanta laju memperhitungkan semua variabel yang mempengaruhi laju reaksi.

Satuan konstanta laju tergantung pada urutan reaksi. Secara umum, untuk reaksi dengan urutan a + b, satuan konstanta laju adalah mol^1−(m+n)· L^(m+n)−1· S⁻¹

• Untuk reaksi orde nol, konstanta laju memiliki satuan molar per detik (M / s) atau mol per liter per detik (mol·L⁻¹· S⁻¹)
• Untuk reaksi orde pertama, konstanta laju memiliki satuan per detik s^-1
• Untuk reaksi orde kedua, tetapan laju memiliki satuan liter per mol per detik (L · mol⁻¹· S⁻¹) atau (M⁻¹· S⁻¹)
• Untuk reaksi orde ketiga, konstanta laju memiliki satuan liter kuadrat per kuadrat mol per detik (L²· Mol⁻²· S⁻¹) atau (M⁻²· S⁻¹)

Untuk reaksi tingkat tinggi atau reaksi kimia dinamis, ahli kimia menerapkan berbagai simulasi dinamika molekuler menggunakan perangkat lunak komputer. Metode-metode ini termasuk Divided Saddle Theory, prosedur Bennett Chandler, dan Milestoning.

Terlepas dari namanya, tetapan laju sebenarnya bukan konstanta. Itu hanya berlaku pada suhu konstan. Ini dipengaruhi oleh penambahan atau perubahan katalis, perubahan tekanan, atau bahkan dengan mengaduk bahan kimia. Itu tidak berlaku jika ada perubahan reaksi selain konsentrasi reaktan. Juga, itu tidak berfungsi dengan baik jika suatu reaksi mengandung molekul besar pada konsentrasi tinggi karena persamaan Arrhenius mengasumsikan reaktan adalah bola sempurna yang melakukan tumbukan ideal.

• Connors, Kenneth (1990). Kinetika Kimia: Studi Tingkat Reaksi dalam Larutan. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-72020-1.
• Daru, János; Stirling, András (2014). "Teori Sadel Terbagi: Sebuah Ide Baru untuk Penghitungan Tingkat Konstan". J. Chem Teori Komputasi. 10 (3): 1121–1127. doi:10.1021 / ct400970y
• Isaacs, Neil S. (1995). "Bagian 2.8.3". Kimia Organik Fisik (2nd ed.). Harlow: Addison Wesley Longman. ISBN 9780582218635.
• IUPAC (1997) Kompendium Terminologi Kimia, Edisi ke-2. ("Buku Emas").
• Laidler, K. J., Meiser, J.H. (1982). Kimia Fisik. Benjamin / Cummings. ISBN 0-8053-5682-7.