Różnica między szybkością reakcji a stałą szybkości właściwej

Szybkość reakcji kontra stała szybkości stałej

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 w celu wytworzenia produktów, które całkowicie różnią się od reagentów. Ten rodzaj modyfikacji chemicznej jest znany jako reakcje chemiczne. Istnieje wiele zmiennych kontrolujących reakcje. Głównie, badając termodynamikę i kinetykę, możemy wyciągnąć wiele wniosków na temat reakcji i tego, jak możemy je kontrolować. Termodynamika to nauka o przemianach energii. Zajmuje się tylko energią i pozycją równowagi w reakcji. Nie ma nic do powiedzenia na temat tego, jak szybko osiągana jest równowaga. To pytanie jest domeną kinetyki.

Reakcja

Szybkość reakcji jest po prostu wskazaniem prędkości reakcji. Można to uznać za parametr określający 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 naprawdę powolną reakcją, która zachodzi na przestrzeni lat. W przeciwieństwie do tego, reakcja potasu z wodą jest bardzo szybka, a zatem wytwarza dużą ilość ciepła, i jest uważana 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

a, b, c id są współczynnikami stechiometrycznymi 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.

Stała stałej szybkości

Jeśli zapiszemy równanie szybkości w stosunku do reagenta A w podanej powyżej reakcji, będzie to wyglądało następująco.

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

W tej reakcji k jest stałą szybkości. Jest to znane jako stała szybkości właściwej, gdy stężenie każdego reagenta jest jednością; tj. jeden mol / dm³⁾. Jest to stała proporcjonalności, która zależy od temperatury. Szybkość i stałą szybkości właściwej reakcji można znaleźć na podstawie eksperymentów.