化学动力学(反应速率)

初始速率法(method of initial rates)

想象你想弄清一辆车的加速度如何取决于你踩油门的力度。最干净的测法是在一开始、还没遇到车流、坡道或油量下降把情况搅浑之前,就测出速度。初始速率法对反应做的正是同一件事:它观察反应最初那一刻的速度,赶在各种复杂因素出现之前。

具体来说,它是一种用来确定反应对每种反应物级数的实验技术。你把反应做好几次,每次只改变其中一种反应物的起始浓度而让其余的保持不变,并在反应一开始时(几乎还没有产物生成、逆反应可忽略)测出速率。比较把某浓度加倍时初始速率如何变化,就能得出该反应物的级数:不变就是零级,翻一番就是一级,变成四倍就是二级。

这种方法之所以重要,是因为它是从数据中确定速率方程的标准、可靠的途径,并且避开了产物堆积或逆反应介入所带来的混乱。它诚实的局限在于:你必须能在反应一开始就迅速而准确地测出速率;而且它只揭示接近起始条件下的速率方程,所以如果反应后期的行为可能不同,就必须另行检验。

把同一反应做三次。把 [A] 加倍,初始速率翻一番(所以对 A 是一级);把 [B] 加倍,初始速率变成四倍(所以对 B 是二级)。仅凭这些比较,你就拼出速率方程「速率 = k[A][B]²」,再多测一次就能得到 k。

每次只改变一种浓度,观察初始速率如何响应。

每次实验只改变一种反应物的浓度;同时改两个,你就分不清是哪一个让速率发生了变化。这种「一次只变一个变量」的纪律,是该方法的核心。

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