Жылдамдық өрнек пен жылдамдық заңы арасындағы негізгі айырмашылық мынада: жылдамдық өрнек өнімдердің немесе әрекеттесуші заттардың пайда болу немесе жоғалу жылдамдығын береді, ал жылдамдық заңы әрекеттесуші заттардың жылдамдығы мен концентрациясы немесе қысымы арасындағы байланысты береді.
Бір немесе бірнеше әрекеттесуші заттар өнімге айналғанда, олар әртүрлі модификациялар мен энергия өзгерістерінен өтуі мүмкін. Реактивтердегі химиялық байланыстар үзіліп, реагенттерден мүлде басқа өнімдер пайда болу үшін жаңа байланыстар пайда болады. Бұл химиялық модификация химиялық реакциялар деп аталады. Жылдамдық өрнек және жылдамдық заңы химиялық реакцияларда сипаттауға болатын маңызды химиялық ұғымдар болып табылады.
Тариф өрнегі дегеніміз не?
Жылдамдық өрнегі - реакция уақытындағы әрекеттесуші зат концентрациясының өзгеруін көрсету тәсілі. Бұл өрнекті кез келген әрекеттесуші заттар мен реакция өнімдерін пайдалана отырып бере аламыз. Әрекеттесуші заттарға қатысты жылдамдық өрнегін берген кезде минус таңбасын қолдану керек, өйткені реакция кезінде әрекеттесуші заттың мөлшері уақыт өткен сайын азаяды. Өнімдерді пайдаланып мөлшерлеме өрнегін жазғанда қосу белгісі пайдаланылады, себебі өнімдер саны уақыт өткен сайын артады.
Сонымен қатар, кез келген тәсілмен берілген барлық жылдамдық өрнектерін теңестіру үшін жылдамдық өрнегін берген кезде стехиометриялық қатынастарды ескеру керек. Мысалы, келесі химиялық реакцияны және ол үшін бере алатын жылдамдық өрнектерін қарастырайық;
2X + 3Y ⟶ 5Z
Жоғарыдағы реакция үшін келесі жылдамдық өрнектері мүмкін:
Тарифтік заң дегеніміз не?
Жылдамдық заңы әрекеттесуші заттардың жылдамдығы мен өнімнің жылдамдығы арасындағы байланысты қамтитын реакция жылдамдығының математикалық өрнегі. Біз бұл математикалық деректерді эксперименттік түрде анықтай аламыз және біз сондай-ақ байланысты тексере аламыз. Тариф заңын жазудың екі негізгі жолы бар; дифференциалдық мөлшерлеме заңы және интегралды мөлшерлеме заңы.
Дифференциалды мөлшерлеме заңы
Дифференциалдық жылдамдық заңы – бір немесе бірнеше әрекеттесуші заттардың концентрациясының өзгеруі арқылы реакция жылдамдығын өрнектеу тәсілі. Мұнда белгілі бір уақыт аралығында әрекеттесуші(лер) концентрациясының өзгеруін қарастырамыз. Бұл уақыт аралығын Δt деп атаймыз. «R» әрекеттесуші заттың концентрациясының өзгеруін Δ[R] деп атауға болады. Дифференциалдық мөлшерлеме заңын қалай жазу керектігін түсіну үшін мысалды қарастырайық.«А» реагент ыдырап өнімдерді беретін реакция үшін және k жылдамдығы тұрақты, ал n осы реакцияның реті болса, онда бұл жылдамдықтың теңдеуі келесідей болады:
A ⟶ өнімдер
Дифференциалдық мөлшерлеме заңы келесідей:
Біріктірілген тарифтік заң
Интегралды жылдамдық заңы - реакция жылдамдығын уақыт функциясы ретінде өрнектеу тәсілі. Бұл өрнекті дифференциалдық мөлшерлеме заңын интегралдау арқылы дифференциалдық мөлшерлеме заңы арқылы алуға болады. Бұл біріктірілген тариф заңын қарапайым тарифтен де алуға болады.
Мысалы, A ⟶ өнімдері реакциясы үшін қарапайым жылдамдық заңы келесідей:
Баға (r)=k[A]
мұндағы k – жылдамдық константасы және [A] – әрекеттесуші А концентрациясы. Егер аз уақыт аралығын қарастырсақ, жоғарыдағы теңдеуді келесідей жазуға болады:
Бұл жерде минус таңбасын (–) қолданамыз, себебі А әрекеттесуші болып табылады және уақыт ұлғайған сайын А концентрациясы төмендейді. Содан кейін жоғарыдағы екі теңдеуді біріктіру арқылы келесідей қатынас алуға болады;
Өте аз уақыт интервалында әрекеттесуші зат концентрациясының өте аз өзгеруі үшін теңдеуді төмендегідей жазуға болады;
Немесе
Онда осы теңдеуді интегралдау арқылы келесі қатынасты аламыз:
ln[A]=-kt + тұрақты
Сондықтан, уақыт нөл немесе t=0 болғанда, ln[A] - A әрекеттесетін заттың бастапқы концентрациясы (оны [A]0 түрінде беруге болады) t=0, –kt=0 сондықтан ln[A]0=тұрақты. Бірінші ретті реакция үшін интегралды жылдамдық заңы:
ln[A]=ln[A]0 – kt
Тарифтік өрнек пен тариф заңының арасындағы айырмашылық неде?
Бағданың өрнегі және aw жылдамдығы - реакция жылдамдығы туралы мәліметтерді берудің екі жолы. Жылдамдық өрнек пен жылдамдық заңының арасындағы негізгі айырмашылық мынада: жылдамдықтың өрнегі өнімдердің немесе реактивтердің пайда болу немесе жоғалу жылдамдығын береді, ал жылдамдық заңы реакцияға түсетін заттардың жылдамдығы мен концентрациясы немесе қысымы арасындағы қатынасты береді.
Төменде инфографика мөлшерлеме көрінісі мен тарифтік заң арасындағы айырмашылықты қорытындылайды.
Қорытынды – Тарифтік өрнек пен тариф заңы
Бағданың өрнегі және жылдамдық заңы - реакция жылдамдығы туралы мәліметтерді берудің екі жолы. Жылдамдық өрнек пен жылдамдық заңы арасындағы негізгі айырмашылық мынада: жылдамдық өрнегі өнімдердің немесе әрекеттесуші заттардың пайда болу немесе жоғалу жылдамдығын береді, ал жылдамдық заңы әрекеттесуші заттардың жылдамдығы мен концентрациясы немесе қысымы арасындағы байланысты береді.
