反応速度式の次数を実験データから決める
着眼点1つの濃度だけを変えた2つの実験を比べる。濃度2倍で速度が4倍なら2次、2倍なら1次、変わらなければ0次。
v = k[\ce{A}]^a[\ce{B}]^b
次数 a, b は反応式の係数とは限らない。実験で決める。
例題
1
反応 \ce{2A + B -> C} で次の結果を得た。速度式と k を求めよ。
実験1: [\ce{A}]=0.10、[\ce{B}]=0.10、v = 2.0\times10^{-3}
実験2: [\ce{A}]=0.20、[\ce{B}]=0.10、v = 8.0\times10^{-3}
実験3: [\ce{A}]=0.10、[\ce{B}]=0.20、v = 4.0\times10^{-3}
（濃度 mol/L、速度 mol/(L·s)）
実験1: [\ce{A}]=0.10、[\ce{B}]=0.10、v = 2.0\times10^{-3}
実験2: [\ce{A}]=0.20、[\ce{B}]=0.10、v = 8.0\times10^{-3}
実験3: [\ce{A}]=0.10、[\ce{B}]=0.20、v = 4.0\times10^{-3}
（濃度 mol/L、速度 mol/(L·s)）
解答
1と2: A が2倍で v が4倍 → a = 2
1と3: B が2倍で v が2倍 → b = 1
v = k[\ce{A}]^2[\ce{B}]。実験1より k = \frac{2.0\times10^{-3}}{(0.10)^2 \times 0.10} = 2.0 答え v = k[\ce{A}]^2[\ce{B}]、k = 2.0\ \mathrm{L^2/(mol^2\cdot s)}
1と3: B が2倍で v が2倍 → b = 1
v = k[\ce{A}]^2[\ce{B}]。実験1より k = \frac{2.0\times10^{-3}}{(0.10)^2 \times 0.10} = 2.0 答え v = k[\ce{A}]^2[\ce{B}]、k = 2.0\ \mathrm{L^2/(mol^2\cdot s)}
確認問題
1
v = k[\ce{A}][\ce{B}] で、A と B の濃度をともに3倍にすると速度は何倍か。
答え
9倍