11 Esempio di reazione al primo ordine: spiegazioni dettagliate

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Reazione del primo ordine è linearmente dipendente dalla concentrazione di reagente di un solo reagente. In questo articolo, "esempio di reazione del primo ordine", vengono discussi brevemente diversi tipi di esempi con spiegazioni dettagliate.

Gli esempi sono-

  1. Idrolisi dell'aspirina.
  2. Reazione del bromuro di t-butile con l'acqua
  3. Idrolisi del farmaco antitumorale Cis-platino
  4. Decomposizione del perossido di idrogeno
  5. Idrolisi dell'acetato di metile
  6. Idrogenazione dell'etene
  7. Idrolisi del saccarosio.
  8. Decomposizione del nitrato di ammonio.
  9. Decomposizione dell'anidride carbonica.
  10. Decomposizione del cloruro di solforile
  11. Decomposizione dell'azometano

Che cos'è la reazione al primo ordine?

La cinetica di reazione del primo ordine è definita come un tipo di reazione chimica in cui la velocità della reazione dipende solo dalla prima potenza di un singolo reagente.

La legge di velocità di una reazione del primo ordine è scritta come -d[A]/dt. [A] è la concentrazione del reagente A, t è il tempo e -d[A]/dt è la velocità di concentrazione rispetto al tomo.

L'equazione della velocità della cinetica del primo ordine è-

LA=LA0 exp(-kt)

ln A=ln A0 -kt.

[A= concentrazione al tempo t; UN0= concentrazione del reagente nel tempo, t=0; k= costante del tasso del primo ordine e t= tempo]. L'unità della costante del tasso del primo ordine è il tempo-1.

La velocità della reazione dipende solo dalla concentrazione del reagente in modo proporzionale. Di seguito è riportato il grafico ln A con il tempo. Obbedisce all'equazione di una retta (y= mx +c)

esempio di reazione del primo ordine
Diagramma energetico di una reazione del primo ordine
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Idrolisi dell'aspirina

L'idrolisi dell'aspirina è un tipo speciale di prima reazione d'ordine che è definita come reazione di pseudo primo ordine. L'aspirina subisce idrolisi (reazione con l'acqua) si scompone in due componenti, acido acetico (CH3COOH) e acido salicilico. la reazione è scritta come-

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Idrolisi dell'aspirina
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Reazione del bromuro di t-butile con l'acqua

Questa reazione è una reazione di sostituzione nucleofila unimolecolare o di tipo SN1. Il bromuro viene eliminato come gruppo uscente formando una stalla 30 carbocatione. Quindi la molecola d'acqua attacca il carbocatione e forma alcol t-butilico come prodotto di sostituzione.

Idrolisi del farmaco antitumorale, Cis-platino

Cis-platino, cis-[Pt(NH3)2Cl2] è un farmaco antitumorale molto noto. Il Cis-platino subisce una reazione di idrolisi principalmente nei legami Pt-Cl e forma un complesso Pt-acqua. L'energia di attivazione richiesta per questa idrolisi è di circa 25-27 kcal/mol e la variazione di energia libera è di 0-2 kcal/mol. La legge di velocità di questa reazione può essere spiegata attraverso la cinetica di reazione del primo ordine.

Per saperne di più si prega di passare attraverso: N2 polare o non polare: perché, come, caratteristiche e fatti dettagliati

Decomposizione del perossido di idrogeno

Il perossido di idrogeno subisce una reazione di decomposizione ma questo processo è molto lento a temperatura moderata. La velocità della reazione può essere accelerata ad alta temperatura o in presenza di catalizzatore (ossido di manganese o ossido di piombo). Questi prodotti di idrolisi sono acqua e ossigeno.

 2H2O2  → 2H2O + o2

Idrolisi dell'acetato di metile

L'acetato di metile partecipa all'idrolisi in presenza di una grande concentrazione di acido (HCl) nell'intervallo 90-1100C. Una grande concentrazione di reagente indica che la reazione procede attraverso una reazione di pseudo primo ordine. Produce acido acetico e alcol metilico come prodotto. La costante di tasso del primo ordine è 0.17 × 10-8 s-1 a 250C in assenza di qualsiasi catalizzatore e questo valore costante di velocità sarà 1.41×10-4 (mol/l) s-1 in presenza di catalizzatore.

CH3COOCH3 +H2O → CH3OH+CH3COOH

Per saperne di più, controlla: È ch2cl2 Polar: perché, come, quando e fatti dettagliati

Idrogenazione dell'etene

La reazione di etene con idrogeno in presenza di catalizzatore di nichel finemente suddiviso è principalmente una reazione del primo ordine. L'energia di attivazione è necessaria per la reazione 15.8 KJ/mol e temperatura 1500C. Questa idrogenazione produce etano. C=C doppio legame si riduce a formare un legame singolo CC.

CH2= CH2 + H2 → CH3CH3

Idrolisi del saccarosio

Il saccarosio subisce una reazione di idrolisi in cui il legame glicosidico viene interrotto e forma glucosio e fruttosio. Questo è anche un esempio di reazione di pseudo primo ordine perché il cambiamento di concentrazione dell'acqua è molto trascurabile prima e dopo il completamento della reazione. In assenza di enzima, questa reazione procede molto lentamente, ma in presenza di catalizzatore la velocità sarà più veloce.

C12H22O11 +H2O → C6H12O6C +6H12O6

Decomposizione del nitrato di ammonio

Il calore può causare la decomposizione in nitrato di ammonio solido al di sotto di 3000C.  Questa decomposizione produce protossido di azoto (N2O) e acqua.

NH4NO3 → N2O+2H2O.

Questa reazione di decomposizione segue la cinetica del primo ordine.

A più di 3000C la reazione di decomposizione è totalmente diversa. La reazione è-

2NH4NO3 → 2N2+ O2 + 4H2O

Subisce anche una cinetica del primo ordine.

Decomposizione dell'anidride carbonica

Anidride carbonica (N2O5) subisce una reazione di decomposizione e segue una cinetica del primo ordine. La costante del tasso del primo ordine è 5×10-4 s-1 a 450C.

2N2O5(G) → 4NO2(g)+O2(G)

Per saperne di più segui: 15 esempi di legami covalenti coordinati: informazioni dettagliate e fatti

Decomposizione del cloruro di solforile

Il cloruro di solforile (SO2Cl2) subisce una reazione di decomposizione in presenza di calore superiore a 373K (bp-303K). Questa decomposizione è un esempio di reazione in fase gassosa omogenea del primo ordine e produce anidride solforosa (SO2) e cloro (Cl2).

Per questo reazione di decomposizione campione più vecchio di cloruro di solforile diventa di colore giallastro.

SO2Cl2 → SO2+ Cl2

Decomposizione dell'azometano

I reazione di decomposizione viene effettuato a temperature sostanzialmente più elevate (290-3400°C). L'azometano subisce la decomposizione e segue la legge del tasso di primo ordine. Si ottengono azoto ed etano come prodotto decomposto.

(CH3)2N2 → N2 C +2H6

 La pressione totale dell'azometano all'inizio della reazione è di 36.2 mm di Hg e dopo 15 min diventa 42.4 mm di Hg.

Per saperne di più segui: Esempi SN2: approfondimenti e fatti dettagliati

Domande frequenti (FAQ)

 Qual è l'intervallo di una reazione di primo ordine?

Risposta: L'emivita di qualsiasi reazione è il tempo in cui la reazione è completata al 50%. La formula dell'emivita di una reazione del primo ordine è t1/2 = 0.693/k [k = costante del tasso del primo ordine]. La concentrazione del reagente non ha effetto sul mezzo lifr di una velocità di reazione del primo ordine.

Quanto tempo sarà necessario per il completamento di una reazione di primo ordine?

Risposta: Ci vuole tempo infinito per farlo completare qualsiasi reazione del primo ordine. Fondamentalmente, la reazione di ordine zero è completata entro un tempo finito. La reazione con un ordine superiore a zero richiede un tempo infinito per essere completata.

Qual è la natura del grafico che traccia la concentrazione del reagente rispetto al tempo?

Risposta: La natura del grafico che traccia la concentrazione del reagente rispetto al tempo è di natura iperbolica.

Da quale fattore dipende un'equazione del primo ordine?

Risposta: La concentrazione del reagente è uno e l'unico fattore determinante di una reazione del primo ordine. Se la concentrazione del reagente diventa doppia, la velocità di reazione del primo ordine sarà raddoppiata.

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