化学は、その性質上、さまざまな反応と変化がすべてです。化学では、さまざまな化学反応が発生し、化学反応速度論と呼ばれる部門の助けを借りて研究されます。キネティクスという言葉は、運動を意味するギリシャ語の「キネシス」に由来します。化学反応速度論は、反応速度と反応速度に関するものです。反応速度は一般に、反応物の減少と生成物の濃度の増加として表されます。濃度は gm-moles/L で表されるため、速度はモル/L/秒となります。化学反応速度論の次数のタイプは次のとおりです:- ゼロ次反応、1 次反応、2 次反応、または混合次数。
一次反応では、速度は単一の反応物の濃度の一乗に依存します。一次反応は次のように表されます:
A → B
t=0 C0 –
t=t C x
ここで、A は反応物、B は生成物です。一次反応では、反応速度は反応物の 1 つの濃度に正比例します。一次反応の微分方程式または一次反応方程式は次のとおりです。
–dcdt=KC
ここで、「c」は任意の時点「t」での反応物の濃度、k は速度定数または比速度反応です
c の濃度が 2 倍になれば、反応速度も 2 倍になります。 c の濃度が 10 倍程度増加すると、反応速度も 10 倍程度増加します。反応速度の単位は常にモル/リットル/秒だからです。一次反応は、1 つの反応物の濃度のみに依存します。
一次反応の半減期
反応の半減期は、反応にかかる時間として定義されます。その濃度を最初の濃度の半分に減らします。したがって、[C]o=[C]/2.
反応の半減期を決定するには、次のことを知る必要があります:
反応の順序
速度定数 K、またはそれを決定するための情報
2 つの反応の順序が同じ場合、
同じ順序の 2 つの反応の遅い反応の半減期は長くなり、同じ順序の 2 つの反応の速い反応の半減期は短くなります。
一次反応の半減期は、与えられた一連の反応条件下で一定です。これは、二次およびゼロ次反応には当てはまりません。反応物の濃度は、一次反応の半減期とは無関係です。したがって、一次反応の半減期は
ln2k=0.693k.
擬一次反応
疑似一次反応は、二次反応または二分子反応であり、一次反応のように動作するように準備または作成されます。この反応は、反応物質が過剰であるか、他の物質と比較して一定の濃度に維持されている場合に発生します。反応物質の 1 つは触媒です。疑似一次反応の例:
ハロゲン化アルキルの水和
CH3I (aq) + H2O (l) →CH3OH (aq) + H+ (aq) + I – (aq)
サトウキビの加水分解
C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O
エステルの加水分解
CH3COOC2H5 + H2O → CH3COOH + C2H5OH
酢酸エチルの加水分解
CH3COOC2H5 + H2O → CH3COOH + C2H5OH
疑似一次反応の反応物は分離する必要があります。
一次反応の速度定数の単位
化学反応速度論では、速度定数は比例定数として定義され、反応速度と反応物のモル濃度間の関係を説明します。速度定数は、特定の反応に固有です。それらは、実験室での時間の経過に伴う種の濃度によって測定されます。反応速度は、濃度の経時変化です。
反応速度=mol/liter/sec
レート =k[A]
k は速度定数
mol/lit/sec =k(mol/lit)
k=1/秒
したがって、一次反応の速度定数の単位は 1/sec または s-1 です。
一次反応の例
一次反応方程式は非常に一般的です。一次反応の例をいくつか示します:-
- トリメチル ブロモメタンを水酸化ナトリウムと反応させると、トリメチル メタノールと臭化ナトリウムが得られます。
(CH3)3CBr + NaOH → (CH3)3COH + NaBr
過酸化水素の分解により、水と酸素が得られます。
2H2O2 → H2O + O2
酢酸メチル 鉱酸存在下での加水分解
CH3COOCH3 + H2O → CH3COOH + CH3OH
エテンの水素化
C2H4 + H2 → C2H6 (g)
水溶液の存在下での硝酸アンモニウムの分解
NH4NO2 (aq.) → N2 + 2H2O
結論
一次反応式は -d[A]/dT =k[A]1
– k は速度定数で、単位は逆秒です。
– [A] は一次反応物「A」の濃度です。
– d[A]/dt は、時間間隔「dt」における一次反応物「A」の濃度の変化を示します。
一次反応の次数は 1 です。一次反応とその他の反応の主な違いは、一次速度論では化学量論係数の合計に相当する次数を書くことができるが、これは他の次数には当てはまらないことです。一次反応式は – dA/dt=kA.
