化學動力學(反應速率)

初始速率法(method of initial rates)

想象你想弄清一輛車的加速度如何取決於你踩油門的力度。最乾淨的測法是在一開始、還沒遇到車流、坡道或油量下降把情況攪渾之前,就測出速度。初始速率法對反應做的正是同一件事:它觀察反應最初那一刻的速度,趕在各種複雜因素出現之前。

具體來說,它是一種用來確定反應對每種反應物級數的實驗技術。你把反應做好幾次,每次只改變其中一種反應物的起始濃度而讓其餘的保持不變,並在反應一開始時(幾乎還沒有產物生成、逆反應可忽略)測出速率。比較把某濃度加倍時初始速率如何變化,就能得出該反應物的級數:不變就是零級,翻一番就是一級,變成四倍就是二級。

這種方法之所以重要,是因為它是從數據中確定速率方程的標準、可靠的途徑,並且避開了產物堆積或逆反應介入所帶來的混亂。它誠實的局限在於:你必須能在反應一開始就迅速而準確地測出速率;而且它只揭示接近起始條件下的速率方程,所以如果反應後期的行為可能不同,就必須另行檢驗。

把同一反應做三次。把 [A] 加倍,初始速率翻一番(所以對 A 是一級);把 [B] 加倍,初始速率變成四倍(所以對 B 是二級)。僅憑這些比較,你就拼出速率方程「速率 = k[A][B]²」,再多測一次就能得到 k。

每次只改變一種濃度,觀察初始速率如何響應。

每次實驗只改變一種反應物的濃度;同時改兩個,你就分不清是哪一個讓速率發生了變化。這種「一次只變一個變量」的紀律,是該方法的核心。

又稱
initial rate methoddifferential method初速率法初速率法