تفاوت کلیدی – قانون نرخ دیفرانسیل در مقابل قانون نرخ یکپارچه
قانون نرخ دیفرانسیل و قانون نرخ یکپارچه دو شکل از قوانین نرخ هستند. تفاوت اصلی بین قانون نرخ دیفرانسیل و قانون نرخ یکپارچه در این است که قانون نرخ دیفرانسیل سرعت یک واکنش شیمیایی را به عنوان تابعی از تغییر غلظت یک یا چند واکنش دهنده در طول یک دوره زمانی خاص می دهد در حالی که قانون نرخ یکپارچه نرخ یک واکنش شیمیایی را نشان می دهد. واکنش شیمیایی به عنوان تابعی از غلظت اولیه یک یا چند واکنش دهنده پس از یک دوره زمانی خاص.
سرعت واکنش اندازه گیری تغییر غلظت واکنش دهنده ها یا محصولات در طول پیشرفت یک واکنش شیمیایی است.قوانین نرخ مختلف برای توضیح پیشرفت واکنش استفاده می شود. این قوانین نرخ به صورت روابط ریاضی بین پارامترهای مختلف بیان می‌شوند.
قانون نرخ دیفرانسیل چیست؟
قانون نرخ دیفرانسیل برای تعیین سرعت یک واکنش شیمیایی به عنوان تابعی از تغییر غلظت یک یا چند واکنش دهنده در یک دوره زمانی خاص استفاده می شود. قانون نرخ دیفرانسیل نشان می دهد که در سطح مولکولی یک واکنش شیمیایی چه اتفاقی می افتد. مکانیسم کلی یک واکنش شیمیایی را می توان با استفاده از قوانین نرخ دیفرانسیل (تبدیل واکنش دهنده ها به محصولات) تعیین کرد.
معادله قانون نرخ دیفرانسیل
قانون نرخ دیفرانسیل برای واکنش شیمیایی زیر را می توان به عنوان یک عبارت ریاضی ارائه داد.
A → B + C
نرخ=– {d[A] / dt}=k[A]
در اینجا، [A] غلظت واکنش دهنده "A" و "k" ثابت سرعت است. "n" ترتیب واکنش را نشان می دهد. معادله قانون نرخ دیفرانسیل را می توان برای به دست آوردن یک رابطه واضح بین [A] و زمان "t" ادغام کرد. این ادغام قانون نرخ یکپارچه را ارائه می دهد.
شکل 1: نموداری که ترتیب واکنش را نشان می دهد
قانون نرخ یکپارچه چیست؟
قانون سرعت یکپارچه، سرعت یک واکنش شیمیایی را به عنوان تابعی از غلظت اولیه یک یا چند واکنش دهنده پس از یک دوره زمانی خاص نشان می دهد. از قانون سرعت یکپارچه می توان برای تعیین ثابت سرعت یک واکنش شیمیایی خاص استفاده کرد و ترتیب واکنش را می توان از طریق داده های تجربی به دست آورد.
معادله قانون نرخ یکپارچه
برای واکنش شیمیایی A → B + C، قانون سرعت یکپارچه را می توان به صورت یک عبارت ریاضی به صورت زیر بیان کرد.
ln[A]=-kt + ln[A]0
در اینجا، [A]0 غلظت اولیه واکنش دهنده A و [A] غلظت واکنش دهنده "A" پس از گذشت زمان "t" است.با این حال، قوانین نرخ یکپارچه بر اساس ترتیب واکنش "n" با یکدیگر متفاوت هستند. معادله بالا برای واکنش های شیمیایی مرتبه صفر داده شده است.
برای واکنش های مرتبه اول، معادله قانون سرعت برابر است با
[A]=[A]e-kt
برای واکنش های مرتبه دوم، معادله قانون سرعت برابر است با
1/[A]=1/[A]0 + kt
برای تعیین ثابت سرعت یک واکنش می توان از معادلات فوق به صورت زیر استفاده کرد.
برای واکنش های مرتبه اول،
k={ln[A] – ln[A]0} / t
برای واکنش های مرتبه دوم،
k={1/[A] – 1/[A]0} / t
رابطه بین قانون نرخ دیفرانسیل و قانون نرخ یکپارچه چیست؟
قانون سرعت دیفرانسیل یک واکنش شیمیایی را می توان برای به دست آوردن قانون سرعت یکپارچه همان واکنش شیمیایی یکپارچه کرد
تفاوت بین قانون نرخ دیفرانسیل و قانون نرخ یکپارچه چیست؟
قانون نرخ دیفرانسیل در مقابل قانون نرخ یکپارچه |
|
| قانون سرعت دیفرانسیل برای تعیین سرعت یک واکنش شیمیایی به عنوان تابعی از تغییر غلظت یک یا چند واکنش دهنده در یک دوره زمانی خاص استفاده می شود. | قانون سرعت یکپارچه سرعت یک واکنش شیمیایی را به عنوان تابعی از غلظت اولیه (یا غلظت در یک لحظه خاص) یک یا چند واکنش دهنده پس از یک دوره زمانی خاص نشان می دهد. |
| برنامه | |
| قانون نرخ دیفرانسیل را می توان برای نشان دادن آنچه در سطح مولکولی یک واکنش شیمیایی روی می دهد استفاده کرد و مکانیسم کلی یک واکنش شیمیایی را می توان با استفاده از این قانون سرعت تعیین کرد. | قانون سرعت یکپارچه می تواند برای تعیین ثابت سرعت یک واکنش شیمیایی خاص استفاده شود. |
| استفاده | |
| استفاده از قانون نرخ تفاضلی در مقایسه با قانون نرخ یکپارچه دشوار است. | قانون یکپارچه تعیین رابطه واضح بین غلظت واکنش دهنده ها و زمان سپری شده را آسان می کند. |
خلاصه - قانون نرخ دیفرانسیل در مقابل قانون نرخ یکپارچه
قانون سرعت یک واکنش شیمیایی رابطه بین سرعت واکنش و غلظت واکنش دهنده ها را نشان می دهد. تفاوت اصلی بین قانون نرخ دیفرانسیل و قانون نرخ یکپارچه در این است که قانون نرخ دیفرانسیل سرعت یک واکنش شیمیایی را به عنوان تابعی از تغییر غلظت یک یا چند واکنش دهنده در طول یک دوره زمانی خاص می دهد در حالی که قانون سرعت یکپارچه نرخ یک واکنش شیمیایی را نشان می دهد. یک واکنش شیمیایی به عنوان تابعی از غلظت اولیه یک یا چند واکنش دهنده پس از یک دوره زمانی خاص.
