速率常數(shù)是什么

在化學(xué)動(dòng)力學(xué)中，反應(yīng)速率常數(shù)，又稱(chēng)速率常數(shù)k或λ是化學(xué)反應(yīng)速率的量化表示方式。反應(yīng)速率方程 r=k【A】^a【B】^b，此比例系數(shù)k，是一個(gè)與濃度無(wú)關(guān)的量，稱(chēng)為速率常數(shù)，也稱(chēng)為速率系數(shù)。

簡(jiǎn)介

對(duì)于反應(yīng)物A和反應(yīng)物B反應(yīng)成生成物C的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)速率可表示成此式：

k(T)是反應(yīng)速率常數(shù)，會(huì)隨溫度改變

[X]是假定反應(yīng)發(fā)生處遍布于固定容積的溶液內(nèi)，物質(zhì)X的容積摩爾濃度。(當(dāng)反應(yīng)發(fā)生于一定范圍，就能以X的單位面積摩爾數(shù)表示)

指數(shù)m和n稱(chēng)為反應(yīng)級(jí)數(shù)，取決于反應(yīng)機(jī)理。可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。

若為一次反應(yīng)，亦可寫(xiě)成以下形式：

Ea是活化能，R是氣體常數(shù)。因?yàn)闇囟萒的分子能量可依波茲曼分布求得，我們可預(yù)知能量大于Ea的碰撞比例隨e變化，A是指數(shù)前因子或頻率因子。

阿瑞尼斯方程式提供了反應(yīng)進(jìn)行中反應(yīng)速率和活化能之關(guān)系的定量基礎(chǔ)。

應(yīng)用

速率常數(shù)k是化學(xué)動(dòng)力學(xué)中一個(gè)重要的物理量，其數(shù)值直接反映了速率的快慢。質(zhì)量作用定律只適用于基元反應(yīng)，不適用于復(fù)雜反應(yīng)。復(fù)雜反應(yīng)可用實(shí)驗(yàn)法決定起速率方程和速率常數(shù)。要獲得化學(xué)反應(yīng)的速率方程，首先需要收集大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后在經(jīng)歸納整理而得。它是確定反應(yīng)機(jī)理的主要依據(jù)，在化學(xué)工程中，它又是設(shè)計(jì)合理的反應(yīng)器的重要依據(jù)。

單位

速率系數(shù)的單位取決于反應(yīng)的總級(jí)數(shù)：

對(duì)零級(jí)反應(yīng)，速率系數(shù)的單位是mol·L^-1·s^-1或 mol·dm^-3·s^-1

對(duì)一級(jí)反應(yīng)，速率系數(shù)的單位是s^-1

對(duì)二級(jí)反應(yīng)，速率系數(shù)的單位是L·mol^-1·s^-1或 dm³·mol^-1·s^-1

對(duì)n級(jí)反應(yīng)，速率系數(shù)的單位是mol^1-n·Ln^-1·s^-1 或 mol^1-n·dm^3n-3 s^-1

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