Reakcijas ātrums pret nemainīgo ātrumu
Kad viens vai vairāki reaģenti pārveidojas par produktiem, tiem var būt dažādas modifikācijas un enerģijas izmaiņas. Ķīmiskās saites reaģentos pārtrauc un rodas jaunas saites, lai radītu produktus, kas pilnīgi atšķiras no reaģentiem. Šāda veida ķīmiskā modifikācija ir pazīstama kā ķīmiskās reakcijas. Reakcijas kontrolē daudzi mainīgie. Galvenokārt, pētot termodinamiku un kinētiku, mēs varam izdarīt daudz secinājumu par reakciju un to, kā mēs varam tās kontrolēt. Termodinamika ir enerģijas pārveidojumu izpēte. Tas attiecas tikai uz enerģētisko un līdzsvara stāvokli reakcijā. Tam nav nekā teikt par to, cik ātri tiek sasniegts līdzsvars. Šis jautājums ir kinētikas joma.
Reakcijas ātrums
Reakcijas ātrums vienkārši norāda uz reakcijas ātrumu. Tātad to var uzskatīt par parametru, kas nosaka reakcijas ātrumu vai ātrumu. Dabiski, ka dažas reakcijas notiek ļoti lēni, tāpēc mēs pat nevaram redzēt reakcijas norisi, ja vien to nenovērojam ļoti ilgi. Piemēram, iežu atmosfēras iedarbība ķīmisko procesu rezultātā ir patiešām lēna reakcija, kas notiek gadu gaitā. Turpretī kālija gabals ar ūdeni notiek ļoti ātri un tādējādi rada lielu daudzumu siltuma, un tas tiek uzskatīts par enerģisku reakciju.
Apsveriet šādu reakciju, kur reaģenti A un B iet uz produktiem C un D
a A + b B → c C + d D
Reakcijas ātrumu var norādīt vai nu kā divus reaģentus, vai produktus.
Likme = - (1 / a) d [A] / dt = - (1 / b) d [B] / dt = - (1 / c) d [C] / dt = - (1 / d) d [D] / dt
a, b, c un d ir reaģentu un produktu stehiometriskie koeficienti. Reaģentiem ātruma vienādojums ir uzrakstīts ar mīnus zīmi, jo produkti noriet reakcijas gaitā. Tomēr, tā kā produkti palielinās, tiem tiek dotas pozitīvas zīmes.
Ķīmiskā kinētika ir reakcijas ātruma izpēte, un ir daudz faktoru, kas ietekmē reakcijas ātrumu. Šie faktori ir reaģentu koncentrācijas, katalizatori, temperatūra, šķīdinātāja iedarbība, pH, dažreiz produkta koncentrācija utt. Šos faktorus var optimizēt, lai sasniegtu maksimālo reakcijas ātrumu, vai arī tos var pielāgot, lai manipulētu ar nepieciešamajiem reakcijas ātrumiem.
Konkrētā ātruma konstante
Ja iepriekšminētajā reakcijā mēs rakstām ātruma vienādojumu attiecībā uz reaģentu A, tas ir šāds.
R = -K [A] a [B] b
Šajā reakcijā k ir ātruma konstante. To sauc par īpatnējo ātruma konstanti, kad katra reaģenta koncentrācija ir vienota; ti, viens mols / dm 3. Tā ir proporcionalitātes konstante, kas ir atkarīga no temperatūras. Reakcijas ātrumu un īpatnējo ātruma konstanti var atrast ar eksperimentiem.
Kāda ir atšķirība starp reakcijas ātrumu un specifisko ātruma nemainīgo?
• Reakcijas ātrums norāda ātrumu, kādā reakcijas tiek pārvērstas produktos. Specifiskā ātruma konstante ir proporcionalitātes konstante.
• Īpatnējā ātruma konstante ir daļa no reakcijas ātruma.
• Tikai specifiskā ātruma konstante nevar sniegt derīgu reakcijas ātruma izklāstu.
