Reaktion kertaluku

Kohteesta Wikipedia
Siirry navigaatioon Siirry hakuun

Reaktion kertaluku kuvaa kemiallisessa kinetiikassa kemiallisen reaktion reaktionopeuden riippuvuutta lähtöaineiden alkukonsentraatioista. Tyypillisimpiä ovat 0., 1. ja 2. kertaluvun reaktiot, mutta kertaluku ei aina ole kokonaisluku. Kertaluku voidaan määrittää luotettavasti vain alkeisreaktioille ja vaiheittaisten reaktioiden kertaluku on perättäisten alkeisreaktioiden kertalukujen summa. Reaktioiden kertaluvut voidaan määrittää vain kokeellisesti.[1][2][3][4][5]

0. kertaluvun reaktioiden reaktionopeus ei riipu lähtöaineiden konsentraatioista. Tällaisia ovat tyypillisesti eliöissä tapahtuvat entsyymien katalysoimat reaktiot, kun lähtöaineen konsentraatio on huomattavasti entsyymien konsentraatiota suurempi. 0. kertaluvun reaktioiden reaktio tapahtuu vakionopeudella niin kauan kunnes kaikki lähtöaine on reagoinut. 1. kertaluvun reaktioissa reaktionopeus on suoraan riippuvainen lähtöaineen konsentraatioista ja toisen kertaluvun reaktioilla riippuvuus on neliöllinen. Reaktion kertaluokka ei välttämättä ole kokonaisluku, esimerkiksi useissa kaasufaasireaktioissa se voi olla murtoluku esimerkiksi ½.[3][4][5]

Jos kemiallisessa reaktiossa lähtöaineita on vain yksi ja reaktio on alkeisreaktio, on reaktion kertaluku sama kuin lähtöaineen stoikiometrinen kerroin. Reaktioissa, joissa on useampi lähtöaine voi kertaluku olla eri riippuen lähtöaineesta. Tällöin jokaiselle lähtöaineelle voidaan määrittää osittaiskertaluku ja reaktion kokonaiskertaluku on näiden kertalukujen summa.[2][4][5] Esimerkiksi elohopea(II)kloridin ja oksalaatti-ionin välinen reaktio

2 HgCl2 + (aq) + C2O42-(aq) → 2 Cl-(aq) + 2 CO2(g) + Hg2Cl2(s)

on kokeellisesti määritetty olevan 1. kertalukua elohopea(II)kloridin suhteen, 2. kertalukua oksalaatti-ionin suhteen ja kokonaiskertaluvultaan tämä on 3. kertaluvun reaktio[5].

Mikäli useamman lähtöaineen reaktiossa toista lähtöainetta on huomattava ylimäärä eikä sen konsentraatio näin ollen juurikaan muutu reaktion kuluessa voidaan reaktionopeuden olettaa olevan riippuvainen vain rajoittavan tekijän kertaluvusta. Näin määritettyä kertalukua kutsutaan reaktion näennäiseksi kertaluvuksi.[2][5]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Order of Reaction IUPAC GoldBook. IUPAC. Viitattu 17.11.2014. (englanniksi)
  2. a b c Leila Kotama ja Antti Kivinen: Suomalaisten Kemistien Seuran sanastotoimikunnan julkaisuja nro 5: Fysikaalisen orgaanisen kemian sanasto, s. 97–99. Suomen Kemian Seura, 1983. ISBN 951-9223-20-7. (englanniksi)
  3. a b Francis A. Carey & Richard J. Sundberg: Advanced Organic Chemistry A: Structure and Mechanisms, s. 280. Springer, 2007. ISBN 978-0-387-44897-8. (englanniksi)
  4. a b c Peter Atkins & Julio De Paula: Physical Chemistry, s. 796. Oxford University Press, 2006. ISBN 978-0-198-70072-2. (englanniksi)
  5. a b c d e Ralph H. Petrucci, William S. Harwood & F. Geoffrey Herring: General Chemistry, s. 585–586. Prentice Hall, 2002. ISBN 978-0-130-14329-7. (englanniksi)