Kinetykę pewnej reakcji chemicznej można opisać za pomoca równania kinetycznego pierwszego
rzędu. Oblicz, jak zmieni się szybkość tej reakcji chemicznej, jeśli stężenie substratu, względem
którego ta reakcja jest pierwszego rzędu, zwiększy sie czterokrotnie. Wskaż poprawną odpowiedź.
A. Zwiększy się czterokrotnie
B. Zwiększy się szesnastokrotnie.
C. Zmaleje czterokrotnie.
D. Zmaleje szesnastokrotnie​


Odpowiedź :

Rozpatrzymy ogólny przypadek reakcji chemicznej pierwszego rzędu.

W przypadku reakcji:

[tex]xA\longrightarrow yB + zC[/tex]

gdzie [tex]x,y,z[/tex] to współczynniki stechiometryczne. Należy pamiętać, że współczynniki stechiometryczne reagentów nie są tożsame z rzędami reakcji w stosunku do reagentów. Rzędy reakcji w stosunku do reagentów są wyznaczane eksperymentalnie.

Równanie kinetyczne przyjmuje postać:

[tex]\matchal{v}_1=k[A]^\alpha[/tex], gdzie [tex]\alpha[/tex] jest rzędem reakcji w stosunku do reagenta [tex]A[/tex]

W naszym zadaniu sumaryczny rząd reakcji pokrywa się z rzędem w stosunku do reagenta [tex]A[/tex] i jest równy [tex]1[/tex].

[tex]\text{Dla}\,\, \alpha =1\\\matchal{v}_1=k[A]^1 \Rightarrow \matchal{v}_1=k[A][/tex]

Rozważmy przypadek, gdy stężenie substratu [tex]A[/tex] zwiększymy czterokrotnie:

[tex]\matchal{v}_2=k4[A] \Rightarrow \matchal{v}_2=4k[A][/tex]

Obliczmy odpowiedni stosunek szybkości reakcji tj. porównujemy [tex]\matchal{v}_2\,\,\text{do} \,\,\matchal{v}_1[/tex] :

I otrzymujemy:

[tex]\dfrac{v_2}{v_1} =\dfrac{4k[A]}{k[A]} =\boxed{4}[/tex]

Wniosek: Szybkość reakcji zwiększy się czterokrotnie.

[tex]\mathcal{H.}[/tex]