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初速率法

初速率法是一種用於確定化學反應速率方程的方法。這種方法的關鍵在於在反應開始時記錄反應物的初始濃度變化,從而得到反應的瞬時速率。具體步驟如下:

選擇反應物:選擇一個反應體系,其中至少有一種反應物(記為A)的濃度可以改變。

配製不同組成的混合物:將反應物按不同濃度配製成一系列混合物。

改變一種反應物的濃度:在一定的溫度下,只改變A的濃度,而保持其他反應物的濃度不變。

記錄濃度變化:在反應開始後的一段時間間隔內,記錄A濃度的變化。

分析數據:根據記錄的數據,可以確定反應的瞬時速率。如果能夠得到至少兩個不同條件下(其他反應物濃度不變)的瞬時速率,就可以確定反應物A的級數。

建立速率方程:通過這些數據,可以確定反應速率方程式。

初速率法的一個優點是,由於反應剛剛開始,逆反應和其它反應的干擾較小,因此能夠較為準確地反映反應物濃度對反應速率的影響。此外,這種方法得到的瞬時速率通常是整個反應中最大的速率,因為此時不存在副產物或生成物的干擾。

例如,如果一氧化氮的濃度變為原來的兩倍,初速率大約變為原來的4倍,這表明一氧化氮的反應級數是2。而如果氫氣的濃度加倍,反應速率僅加倍,這表明氫氣的反應級數是1。通過這些數據,可以建立速率方程,並求得速率常數。