Stopnja reakcije v primerjavi s konstanto določene hitrosti
Ko se en ali več reaktantov pretvori v izdelke, lahko pride do različnih sprememb in sprememb energije. Kemične vezi v reaktantih se pretrgajo in nastajajo nove vezi, da nastanejo proizvodi, ki se popolnoma razlikujejo od reaktantov. Ta vrsta kemijske modifikacije je znana kot kemijske reakcije. Obstajajo številne spremenljivke, ki nadzorujejo reakcije. S preučevanjem termodinamike in kinetike lahko v glavnem sklepamo o reakciji in kako jo lahko nadzorujemo. Termodinamika je preučevanje preobrazbe energije. Ukvarja se samo z energijo in položajem ravnotežja v reakciji. Nič ne pove o tem, kako hitro je ravnovesje doseženo. To vprašanje je področje kinetike.
Stopnja reakcije
Hitrost reakcije je preprosto pokazatelj hitrosti reakcije. Torej ga lahko štejemo za parameter, ki določa, kako hitra ali počasna je reakcija. Nekatere reakcije so seveda zelo počasne, zato niti reakcije ne moremo videti, če je ne opazujemo zelo dolgo. Na primer, preperevanje kamnin s kemičnimi postopki je res počasna reakcija, ki poteka skozi leta. V nasprotju s tem je reakcija kalija z vodo zelo hitra in s tem proizvede veliko količino toplote in velja za močno reakcijo.
Razmislite o naslednji reakciji, kjer reaktanti A in B prehajata na produkta C in D.
a A + b B → c C + d D
Hitrost reakcije lahko podate v smislu enega od dveh reaktantov ali produktov.
Stopnja = - (1 / a) d [A] / dt = - (1 / b) d [B] / dt = - (1 / c) d [C] / dt = - (1 / d) d [D] / dt
a, b, c in d so stehiometrični koeficienti reaktantov in produktov. Za reaktante je enačba hitrosti zapisana z znakom minus, ker se produkti med reakcijo izčrpavajo. Ker pa se izdelki povečujejo, dobijo pozitivne znake.
Kemijska kinetika je preučevanje hitrosti reakcije in na hitrost reakcije vpliva veliko dejavnikov. Ti dejavniki so koncentracije reaktantov, katalizatorji, temperatura, učinki topila, pH, včasih koncentracije produkta itd. Te dejavnike je mogoče optimizirati tako, da imajo največjo hitrost reakcije, ali pa jih je mogoče prilagoditi tako, da manipulirajo z zahtevanimi hitrostmi reakcije.
Konstanta določene stopnje
Če v zgoraj navedeni reakciji napišemo enačbo hitrosti glede na reaktant A, je to naslednje.
R = -K [A] a [B] b
V tej reakciji je k konstanta hitrosti. To je znano kot konstanta specifične hitrosti, kadar je koncentracija vsakega reaktanta enaka; tj. en mol / dm 3. To je konstanta sorazmernosti, ki je odvisna od temperature. Hitrost in specifično konstanto hitrosti reakcije lahko najdemo s poskusi.
Kakšna je razlika med hitrostjo reakcije in specifično konstanto hitrosti?
• Hitrost reakcije prikazuje hitrost, s katero se reakcije pretvorijo v produkte. Konstanta specifične stopnje je konstanta sorazmernosti.
• Specifična konstanta hitrosti je del hitrosti reakcije.
• Samo določena konstanta hitrosti ne more dati veljavne izjave o hitrosti reakcije.
