Rate law and order of reaction Tamil revision short notes in plain-language paragraphs: average, instantaneous and initial rate as chord and tangent gradients, how concentration affects rate through order of reaction, the graphical signatures of zero first and second order reactions including the constant half-life of first order, the rate law rate equals k times concentrations raised to experimentally-determined orders never taken from stoichiometry, units of the rate constant, the initial-rates method with a fully worked three-experiment example, and pseudo-order kinetics.

A/L இரசாயனவியல் · அலகு 11 · குறு குறிப்பு (11இ)

🧠 மனப்படம்
📐
தாக்கவீத விதியும் Order-உம்
The Rate Law & Order of Reaction

1 வீதத்தைக் கூறும் மூன்று முறைகள்

தாக்கி A இன் செறிவை நேரத்திற்கு எதிராக வரைந்தால் கிடைக்கும் வளையியிலிருந்து மூன்று வகை வீதங்களைப் பெறலாம். சராசரி வீதம் — ஒரு காலப்பகுதியில் ஏற்படும் செறிவு மாற்றத்தின் சராசரி; வரைபில் இரு புள்ளிகளை இணைக்கும் நாண் கோட்டின் சாய்வு. கணநிலை வீதம் — ஒரு குறிப்பிட்ட கணத்தில் உள்ள உண்மையான வீதம்; அந்தப் புள்ளியில் வரையப்படும் தொடலியின் சாய்வு. தொடக்க வீதம் — t=0 இல் உள்ள கணநிலை வீதம்; தாக்கங்களை ஒப்பிடப் பெரிதும் பயன்படும் பெறுமானம்.

2 செறிவின் விளைவும் தாக்கவரிசை என்னும் கருத்தும்

மோதுகைக் கொள்கையின்படி, செறிவை அதிகரிக்கும்போது மோதுகை அதிர்வெண் கூடுவதால் பெரும்பாலான தாக்கங்களில் வீதமும் அதிகரிக்கின்றது. ஆனால் இந்த விளைவு எல்லாத் தாக்கங்களுக்கும் ஒரே அளவில் நிகழ்வதில்லை — சிலவற்றில் வீதம் இரட்டிப்பாகும், சிலவற்றில் நான்கு மடங்காகும், சிலவற்றில் மாற்றமே இராது. இந்த வேறுபட்ட நடத்தையை அளவறி ரீதியாக விவரிக்கவே தாக்கவரிசை (order of reaction) என்னும் கருத்து பயன்படுகின்றது.

3 பூச்சிய, முதலாம், இரண்டாம் வரிசைத் தாக்கங்கள்

பூச்சிய வரிசை: வீதம் = k[A]⁰ = k — செறிவு மாறினாலும் வீதம் மாறாது (கிடைக்கோடு). செறிவு நேரத்துடன் நேர்கோடாகக் (நேரியல்படியாக) குறையும். மேற்பரப்பு முற்றாக நிரப்பப்பட்ட வினையூக்கத் தாக்கங்களிலும், ஒளி இரசாயனத் தாக்கங்களிலும் காணப்படும்.

முதலாம் வரிசை: வீதம் = k[A] — வீதம்–செறிவு வரைபு தோற்றுவாயினூடாகச் செல்லும் நேர்கோடு. செறிவு நேரத்துடன் அடுக்குக்குறைவாக மாறும் — தனிச்சிறப்பு: அரைவாழ்வுக் காலம் (t½) மாறிலி, ஆரம்பச் செறிவைப் பொறுத்தது அல்ல. கதிரியக்கச் சிதைவு, H₂O₂ பிரிகை — முதலாம் வரிசை உதாரணங்கள்.

இரண்டாம் வரிசை: வீதம் = k[A]² — செறிவை இரட்டிப்பாக்கினால் வீதம் நான்கு மடங்கு. வீதம்–செறிவு வரைபு பரவளையம்; வீதம்–[A]² வரைபு தோற்றுவாயின் ஊடான நேர்கோடு. அரைவாழ்வுக் காலம் மாறிலியல்ல — செறிவு குறையக் குறைய அது கூடிச் செல்கின்றது. 2HI→H₂+I₂ (வாயு நிலை) இதற்கு உதாரணம்.

வரிசைவீத விதி[A] vs நேரம்அரைவாழ்வுக் காலம்
0kநேர்கோடாகக் குறையும்ஆரம்பச் செறிவைப் பொறுத்தது
1k[A]அடுக்குக்குறைவுமாறிலி
2k[A]²மெதுவான குறைவுசெறிவு குறையக் கூடும்

4 தாக்கவீத விதியும் k இன் அலகுகளும்

A + B → விளைவுகள் தாக்கத்திற்கு, தாக்கவீத விதி = k[A]ᵐ[B]ⁿ. இங்கு k = தாக்கவீத மாறிலி (ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் மாறிலி), m = A சார்பான வரிசை, n = B சார்பான வரிசை, ஒட்டுமொத்த வரிசை = m+n.

முக்கிய எச்சரிக்கை
m, n ஆகியவை ஒருபோதும் சமன்படுத்தப்பட்ட சமன்பாட்டின் பீசமான குணகங்களிலிருந்து பெறப்படுவதில்லை — அவை பரிசோதனை ரீதியாக மட்டுமே காணப்படும். எ.கா: CH₃COOC₂H₅+OH⁻ இல் இரு தாக்கிகளும் சமன்பாட்டில் 1 மூல் எனினும், உண்மையான வீத விதி = k[CH₃COOC₂H₅][OH⁻] (வரிசை 2) — பரிசோதனையால் மட்டுமே இது தெரியவரும்.

வீதம் எப்போதும் mol dm⁻³ s⁻¹ அலகில் இருப்பதால், k இன் அலகு ஒட்டுமொத்த வரிசை (o) ஐப் பொறுத்து மாறும்: k அலகு = (mol dm⁻³ s⁻¹) ÷ (mol dm⁻³)ᵒ.

5 தொடக்க வீத முறை — முழு உதாரணம்

தொடக்க வீத முறையில் ஒரு தாக்கி மட்டும் வேறுபடுத்தப்பட்டு, மற்றவை மாற்றமின்றி வைக்கப்படும். செறிவை இரட்டிப்பாக்கும்போது வீதம் மாறாவிட்டால் வரிசை 0; இரட்டிப்பானால் வரிசை 1; நான்கு மடங்கானால் வரிசை 2.

பரிசோதனை[A]₀[B]₀தொடக்க வீதம்
10.100.102.0×10⁻⁴
20.200.104.0×10⁻⁴
30.200.201.6×10⁻³

1→2: [B] மாறாமல், [A] இரட்டிப்பு → வீதம் ×2 → 2ᵐ=2 → m=1. 2→3: [A] மாறாமல், [B] இரட்டிப்பு → வீதம் ×4 → 2ⁿ=4 → n=2.

வீத விதி = k[A][B]²  ·  ஒட்டுமொத்த வரிசை = 1+2 = 3
k = வீதம்÷([A][B]²) = (2.0×10⁻⁴)÷(0.10×0.10²) = (2.0×10⁻⁴)÷(1.0×10⁻³) = 0.2 mol⁻² dm⁶ s⁻¹

வேறு பரிசோதனைத் தரவுகளைப் பயன்படுத்தினாலும் k ஒரே பெறுமானமாகவே கிடைக்க வேண்டும் — இது விடையைச் சரிபார்க்கும் ஒரு வழி.

6 போலி-வரிசை (Pseudo-order)

ஒரு தாக்கியை (B) மிகை அளவில் வைத்தால், தாக்கம் நடக்கும்போது அதன் செறிவு நடைமுறையில் மாறாமலேயே இருக்கும் — அதனால் வேறு தாக்கியின் (A) வரிசையை மட்டும் தனிமைப்படுத்தி எளிதாகக் காணலாம். இப்போது காணப்படும் k′ ஒரு போலி-வீத மாறிலி; அது உண்மையான k அல்ல — k′ = k[B]ʸ என்பதை நினைவில் வைக்க வேண்டும்.

learn.gtdigital.tech · A/L இரசாயனவியல் · அலகு 11 கோபிரமணன் திருசெந்திவேல், MSc