Vraag 27

Lange tijd heeft men gedacht dat de reactie tussen NO en$\mathrm{O}_{2}verloopt doordat twee moleculen NOen één molecuul$\mathrm{O}_{2}op hetzelfde moment tegen elkaar botsen. De kans op zo'n botsing tussen drie moleculen is echter uiterst klein. Nader onderzoek leverde op dat tijdens de reactie deeltjes met de formule$\mathrm{N}_{2} \mathrm{O}_{2}worden gevormd. Op grond van dit gegeven werd voor de reactie een mechanisme voorgesteld dat uit twee stappen bestaat.

In de eerste stap stelt zich evenwicht 1 in.

$2 \mathrm{NO} \rightleftharpoons \mathrm{N}_{2} \mathrm{O}_{2}(evenwicht 1)

De evenwichtsvoorwaarde voor evenwicht 1 is$K=\frac{\left[\mathrm{N}_{2} \mathrm{O}_{2}\right]}{[\mathrm{NO}]^{2}}.

In de tweede stap verloopt reactie 2.

$\mathrm{N}_{2} \mathrm{O}_{2}+\mathrm{O}_{2} \rightarrow 2 \mathrm{NO}_{2}(reactie 2)

De snelheid van reactie 2 kan worden weergegeven door:

$s_{2}=k_{2}\left[\mathrm{~N}_{2} \mathrm{O}_{2}\right]\left[\mathrm{O}_{2}\right](snelheidsvergelijking 2)

Mede met behulp van de evenwichtsvoorwaarde van evenwicht 1 en snelheidsvergelijking 2 kan de experimenteel gevonden snelheidsvergelijking 1 worden afgeleid. Hierbij moet worden aangenomen dat de snelheid van reactie 2 sterk verschilt van de snelheid waarmee evenwicht 1 zich instelt. Op deze manier heeft men aangetoond dat het bovenbeschreven mechanisme voor reactie 1 juist kan zijn.