ลำดับของขั้นตอน

คำศัพท์

English	ไทย
rate-determining step/reɪt dɪˈtɜːmɪnɪŋ step/	ขั้นกำหนดอัตรา

เชือกโซ่ที่ช้าที่สุดกำหนดความเร็ว

โซ่ของงานจะเร็วเท่าที่ขั้นตอนที่ช้าที่สุด
ขั้นตอนของปฏิกิริาก็เหมือนกัน -- ขั้นตอนที่หนึ่งดึงเท้า
ตัวช้าตัวนั้นควบคุมความเร็วทั้งหมด
เร่งขั้นตอนที่เร็วขึ้นก็ไม่มีอะไรเปลี่ยน

ขั้นตอนที่กำหนดอัตรา (RDS)

ขั้นตอนที่กำหนดอัตรา คือขั้นตอนพื้นฐานที่ช้าที่สุด
มันคือคอขวดของกลไกทั้งหมด
อัตราโดยรวมไม่สามารถเร็วไปกว่าขั้นตอนนี้ได้

ฝึกฝน

ขั้นตอนกำหนดอัตราคือ...

ขั้นตอนพื้นฐานที่ช้าที่สุด
ขั้นตอนพื้นฐานที่เร็วที่สุด
ขั้นตอนสุดท้าย

ฝึกฝน

ปฏิกิริยารวมไม่สามารถดำเนินได้เร็วกว่าขั้นตอนที่ ____ ของมัน

กฎอัตราสอดคล้องกับมัน

กฎอัตราโดยรวมมาจากสารตั้งต้นของขั้นตอนที่ช้าที่สุด
ค่าสัมประสิทธิ์ของขั้นตอนนั้น คือ ลำดับปฏิกิริยาของมันต่างจากปฏิกิริยารวม
ดังนั้นกลไกจึงทำนายกฎอัตราจากทดลองได้

ฝึกฝน

สำหรับขั้นตอนที่ช้า $A + A \to C$, กฎอัตราคือ...

$\text{rate} = k[A]^2$
$\text{rate} = k[A]$
$\text{rate} = k[C]$

ฝึกฝน

สำหรับขั้นตอนพื้นฐาน สัมประสิทธิ์สามารถใช้เป็นอันดับปฏิกิริยาได้

ขั้นตอนเร็วแทบไม่สำคัญ

ขั้นตอนหลังจากขั้นตอนช้าไม่ส่งผลต่ออัตรา
เร่งขั้นตอนเร็วขึ้นก็留住อัตราโดยรวมไว้เหมือนเดิม
มีเพียงคอขวดเท่านั้นที่สำคัญ

สำรวจ

ขั้นตอนกำหนดอัตรา

ติดตามกลไกสองขั้นตอนและระบุขั้นตอนที่ช้าซึ่งควบคุมอัตรา

ฝึกฝน

การเร่งขั้นตอนที่เร็วที่ไม่ใช่คอขวดจะเปลี่ยนอัตราโดยรวม

Example

ขั้นตอนช้า: $A + A \to C$. ขั้นตอนเร็ว: $C + B \to D$

สารตั้งต้นของขั้นตอนช้าคือ A สองตัว
ดังนั้น $\text{rate} = k[A]^2$, กำหนดโดยขั้นตอนช้าเท่านั้น

ฝึกฝน

กฎอัตราจากการทดลองสามารถทำนายได้ดีที่สุดจาก...

ขั้นกำหนดอัตรา
สมการรวมที่สมดุลแล้ว
ขั้นตอนที่เร็วที่สุด

Watch out

กฎอัตรามาจาก ขั้นตอนที่กำหนดอัตรา (ช้าที่สุด) ไม่ใช่จากสมการสมดุลรวม ค่าสัมประสิทธิ์ของขั้นตอนให้ลำดับปฏิกิริยาก็ต่อเมื่อมันเป็น ขั้นตอนพื้นฐาน และการเร่งขั้นตอนที่ไม่ใช่คอขวดจะไม่เร่งปฏิกิริยา

Key idea

ขั้นตอนที่กำหนดอัตรา คือขั้นตอนพื้นฐานที่ช้าที่สุด และกำหนดอัตราและกฎอัตราโดยรวม เนื่องจากเป็นขั้นตอนพื้นฐาน ค่าสัมประสิทธิ์จึงเป็นลำดับปฏิกิริยา ขั้นตอนที่เร็วกว่าหรือช้ากว่าไม่เปลี่ยนความเร็ว -- มีเพียงคอขวดเท่านั้นที่ทำ