Różnica między szybkością reakcji a czasem reakcji

Szybkość reakcji vs czas reakcji

Szybkość reakcji i czas reakcji są zmiennymi wzajemnie zależnymi. Szybkość reakcji determinuje czas potrzebny do zakończenia reakcji do pewnego stopnia.

Reakcja

Szybkość reakcji jest po prostu wskazaniem prędkości reakcji. Dlatego można go traktować jako parametr, który określa szybkość lub szybkość reakcji. Oczywiście, niektóre reakcje są bardzo powolne, więc nie możemy nawet zobaczyć reakcji zachodzącej, chyba że obserwujemy ją przez bardzo długi czas. Na przykład wietrzenie skał w procesach chemicznych jest bardzo powolną reakcją, która zachodzi przez lata. Natomiast reakcja kawałka potasu z wodą jest bardzo szybka; w ten sposób wytwarzając dużą ilość ciepła, jest to uważane za energiczną reakcję.

Rozważ następującą reakcję, w której reagenty A i B przechodzą do produktów C i D.

a A + b B → c C + d D

Szybkość reakcji można podać w odniesieniu do jednego z dwóch reagentów lub produktów.

Stawka = - (1 / a) d [A] / dt = - (1 / b) d [B] / dt = (1 / c) d [C] / dt = (1 / d) d [D] / dt

Tutaj a, b, cid stanowią współczynniki stechiometryczne reagentów i produktów. W przypadku reagentów równanie szybkości jest zapisywane ze znakiem minus, ponieważ produkty wyczerpują się w miarę postępu reakcji. Jednak wraz ze wzrostem liczby produktów uzyskuje się pozytywne oznaki. 

Kinetyka chemiczna to badanie szybkości reakcji i istnieje wiele czynników wpływających na szybkość reakcji. Czynniki te to stężenia reagentów, katalizatory, temperatura, działanie rozpuszczalników, pH, czasami stężenia produktu itp. Czynniki te można zoptymalizować, aby uzyskać maksymalną szybkość reakcji lub można je dostosować w celu manipulowania wymaganymi szybkościami reakcji. Jeśli zapiszemy równanie szybkości w odniesieniu do reagenta A dla wyżej podanej reakcji, będzie to wyglądało następująco.

R = -K [A]^za [B]^b

W tej reakcji k jest stałą szybkości. Jest to stała proporcjonalności, która zależy od temperatury. Szybkość i stałą szybkości reakcji można znaleźć na podstawie eksperymentów.

Czas reakcji

Gdy jeden lub więcej reagentów przekształca się w produkty, mogą przechodzić różne modyfikacje i zmiany energii. Wiązania chemiczne w reagentach ulegają zerwaniu i powstają nowe wiązania, aby wytworzyć produkty, które całkowicie różnią się od reagentów. Ten rodzaj modyfikacji chemicznej jest znany jako reakcja chemiczna. Czas potrzebny do zakończenia reakcji do pewnego stopnia jest znany jako czas reakcji. Czas zależy od różnych czynników, które wpływają na reakcję. Na przykład rozmiar cząstek reagentów, stężenia, ich stany fizyczne, temperatura i ciśnienie to niektóre z czynników, które wpływają na czas do zakończenia reakcji. Poza czasem zakończenia reakcji możemy mierzyć czas w trakcie reakcji. Na przykład możemy zmierzyć połowę czasu reakcji. Dlatego nie ma konkretnej definicji czasu reakcji. Raczej mierzymy czas zgodnie z potrzebami naszego eksperymentu.