Калькулятор порядка реакции (метод начальных скоростей)
Введите начальные концентрации и измеренную начальную скорость каждого опыта. Для одного вещества хватит двух опытов, для двух веществ нужны три. Калькулятор находит порядки, округляет их до ближайшей половины и рассчитывает константу скорости с единицами измерения.
Работает в браузере: всё, что вы вводите, никуда не отправляется.
Как пользоваться
- Выберите одно вещество (два опыта) или два вещества (три опыта).
- Введите концентрации каждого опыта в моль/л и начальную скорость в моль/(л·с).
- Смотрите порядки, общий порядок и константу скорости с единицами.
Как это считается
Кинетическое уравнение v = k × [A]^m × [B]^n после логарифмирования становится линейным:
ln v = ln k + m × ln[A] + n × ln[B]
Три опыта дают три линейных уравнения относительно ln k, m и n; они решаются по формулам Крамера. Для одного вещества два опыта дают m = ln(v₂ ÷ v₁) ÷ ln([A]₂ ÷ [A]₁). Порядки округляются до ближайшей половины, а k — среднее значение v ÷ ([A]^m × [B]^n) по опытам.
Пример расчета
| Опыт |
[A] |
[B] |
Скорость |
| 1 |
0,1 |
0,1 |
0,002 |
| 2 |
0,2 |
0,1 |
0,008 |
| 3 |
0,1 |
0,2 |
0,004 |
Опыты 1 → 2: [A] удвоилась, скорость выросла вчетверо, значит, m = 2. Опыты 1 → 3: [B] удвоилась, скорость удвоилась, n = 1. Общий порядок 3.
k = 0,002 ÷ (0,1² × 0,1) = 2 л²/(моль²·с).
Советы
- Меняйте по одному. Так порядки видны сразу, а расчет устойчив к погрешностям.
- Измеряйте в начале. Начальную скорость берут, пока концентрации еще почти не изменились, обычно в первые несколько процентов превращения.
- Порядок — экспериментальная величина. По коэффициентам суммарного уравнения его определить нельзя, кроме случая элементарной стадии.
Частые вопросы
Как работает метод начальных скоростей?
Реакцию проводят несколько раз, меняя одну концентрацию, и измеряют скорость в самом начале. Если удвоение [A] увеличивает скорость вчетверо, 2^m = 4 и m = 2. В общем виде m = ln(v₂ ÷ v₁) ÷ ln([A]₂ ÷ [A]₁).
А если в опытах менялись обе концентрации?
Это допустимо, если три опыта независимы. Калькулятор логарифмирует уравнение, ln v = ln k + m·ln[A] + n·ln[B], и решает три уравнения вместе. Ошибка будет, только если опыты не различают A и B, например когда [A] и [B] всегда меняются в одно и то же число раз.
Зачем округлять порядки?
Измерения неточны, и порядок может выйти 1,04 или 1,97. Порядки обычно целые или половинные, поэтому калькулятор округляет до ближайших 0,5, показывает рядом неокругленное значение и по округленным порядкам считает k как среднее по всем опытам.
В каких единицах константа скорости?
Они зависят от общего порядка: моль/(л·с) для нулевого, с⁻¹ для первого, л/(моль·с) для второго и л²/(моль²·с) для третьего порядка — если концентрации в моль/л, а скорость в моль/(л·с). При других единицах времени замените секунды.
Может ли порядок быть нулевым или отрицательным?
Да. Нулевой порядок значит, что скорость не зависит от этого вещества; отрицательный (ингибитор) — что скорость падает с ростом его концентрации. И то и другое получается из того же расчета.