הבדל מפתח – חוק תעריפים דיפרנציאליים לעומת חוק תעריפים משולב
חוק התעריפים הדיפרנציאלי וחוק התעריפים המשולב הם שתי צורות של חוקי התעריפים. ההבדל העיקרי בין חוק הקצב ההפרש לחוק הקצב המשולב הוא שחוק הקצב ההפרש נותן את קצב התגובה הכימית כפונקציה של השינוי בריכוז של מגיבים אחד או יותר במהלך תקופת זמן מסוימת, בעוד שחוק הקצב המשולב נותן את הקצב של תגובה כימית כפונקציה של הריכוז הראשוני של מגיבים אחד או יותר לאחר פרק זמן מסוים.
קצב התגובה הוא המדד לשינוי בריכוז של מגיבים או מוצרים במהלך התקדמות תגובה כימית.חוקי קצב שונים משמשים כדי להסביר את התקדמות התגובה. חוקי התעריף הללו מתבטאים כיחסים מתמטיים בין פרמטרים שונים.
מהו חוק התעריפים הדיפרנציאליים?
חוק הקצב ההפרש משמש לקביעת קצב התגובה הכימית כפונקציה של השינוי בריכוז של מגיבים אחד או יותר במהלך פרק זמן מסוים. חוק הקצב הדיפרנציאלי מציין מה קורה ברמה המולקולרית של תגובה כימית. ניתן לקבוע את המנגנון הכולל של תגובה כימית באמצעות חוקי קצב דיפרנציאלי (המרה של מגיבים למוצרים).
משוואת חוק תעריפים דיפרנציאליים
ניתן לתת את חוק הקצב ההפרש עבור התגובה הכימית שלהלן כביטוי מתמטי.
A → B + C
Rate=– {d[A] / dt}=k[A]
כאן, [A] הוא הריכוז של המגיב "A" ו-"k" הוא קבוע הקצב. "n" נותן את סדר התגובה. ניתן לשלב את משוואת חוק השיעור הדיפרנציאלי כדי להשיג קשר ברור בין [A] לזמן "t". שילוב זה נותן את חוק התעריף המשולב.
איור 1: גרף המציג את סדר התגובה
מהו חוק התעריפים המשולב?
חוק הקצב המשולב נותן את קצב התגובה הכימית כפונקציה של הריכוז הראשוני של מגיבים אחד או יותר לאחר פרק זמן מסוים. ניתן להשתמש בחוק הקצב המשולב כדי לקבוע את קבוע הקצב של תגובה כימית מסוימת, וניתן לקבל את סדר התגובה באמצעות נתונים ניסיוניים.
משוואת חוק תעריפים משולבת
עבור התגובה הכימית A → B + C, ניתן לבטא את חוק הקצב המשולב כביטוי מתמטי כפי שניתן להלן.
ln[A]=-kt + ln[A]0
כאן, [A]0 הוא הריכוז הראשוני של המגיב A ו-[A] הוא הריכוז של המגיב "A" לאחר שעבר זמן "t".עם זאת, חוקי קצב משולבים שונים זה מזה בהתבסס על סדר התגובה "n". המשוואה לעיל ניתנת עבור תגובות כימיות מסדר אפס.
עבור תגובות מסדר ראשון, משוואת חוק השיעור היא, [A]=[A]e-kt
עבור תגובות מסדר שני, משוואת חוק השיעור היא, 1/[A]=1/[A]0 + kt
כדי לקבוע את קבוע הקצב של תגובה, ניתן להשתמש במשוואות לעיל באופן הבא.
לתגובות מסדר ראשון, k={ln[A] – ln[A]0} / t
לתגובות מסדר שני, k={1/[A] – 1/[A]0} / t
מהו הקשר בין חוק התעריפים הדיפרנציאליים לחוק התעריפים המשולב?
ניתן לשלב את חוק הקצב ההפרש של תגובה כימית כדי לקבל את חוק הקצב המשולב של אותה תגובה כימית
מה ההבדל בין חוק התעריפים הדיפרנציאלי לחוק התעריפים המשולב?
חוק תעריפים דיפרנציאליים לעומת חוק תעריפים משולב |
|
| חוק קצב דיפרנציאלי משמש לקביעת קצב התגובה הכימית כפונקציה של השינוי בריכוז של מגיבים אחד או יותר במהלך פרק זמן מסוים. | חוק הקצב המשולב נותן את קצב התגובה הכימית כפונקציה של הריכוז הראשוני (או הריכוז ברגע מסוים) של מגיבים אחד או יותר לאחר פרק זמן מסוים. |
| Application | |
| ניתן להשתמש בחוק קצב דיפרנציאלי כדי לציין מה קורה ברמה המולקולרית של תגובה כימית, וניתן לקבוע את המנגנון הכולל של תגובה כימית באמצעות חוק הקצב הזה. | ניתן להשתמש בחוק הקצב המשולב כדי לקבוע את קבוע הקצב של תגובה כימית מסוימת. |
| שימוש | |
| קשה להשתמש בחוק התעריפים הדיפרנציאלי בהשוואה לחוק התעריפים המשולב. | חוק משולב מקל לקבוע את הקשר הברור בין ריכוז המגיבים לזמן שחלף. |
סיכום – חוק תעריפים דיפרנציאליים לעומת חוק תעריפים משולב
חוק הקצב של תגובה כימית נותן את הקשר בין קצב התגובה לריכוזי המגיבים. ההבדל העיקרי בין חוק הקצב ההפרש לחוק הקצב המשולב הוא שחוק הקצב ההפרש נותן את קצב התגובה הכימית כפונקציה של השינוי בריכוז של מגיבים אחד או יותר במהלך תקופת זמן מסוימת ואילו חוק הקצב המשולב נותן את הקצב של תגובה כימית כפונקציה של הריכוז הראשוני של מגיבים אחד או יותר לאחר פרק זמן מסוים.
