Reaktionopeus vs. ominaisnopeuden vakio
Kun yksi tai useampi reaktantti muuttuu tuotteiksi, ne voivat käydä läpi erilaisia muutoksia ja energiamuutoksia. Reagenssien kemialliset sidokset katkeavat, ja uusia sidoksia muodostuu tuotteiden muodostamiseksi, jotka ovat täysin erilaisia reaktanteista. Tällainen kemiallinen modifikaatio tunnetaan kemiallisina reaktioina. Reaktioita hallitsee useita muuttujia. Pääasiassa tutkimalla termodynamiikkaa ja kinetiikkaa voimme tehdä paljon johtopäätöksiä reaktiosta ja siitä, miten voimme hallita niitä. Termodynamiikka on energian muunnosten tutkimus. Se koskee vain reaktion energian ja tasapainon asemaa. Sillä ei ole mitään sanottavaa siitä, kuinka nopeasti tasapaino saavutetaan. Tämä kysymys on kinetiikan alue.
Reaktionopeus
Reaktionopeus on yksinkertaisesti osoitus reaktion nopeudesta. Joten sitä voidaan pitää parametrina, joka määrittää kuinka nopea tai kuinka hidas reaktio on. Luonnollisesti jotkut reaktiot ovat hyvin hitaita, joten emme voi edes nähdä reaktion tapahtumista, ellemme tarkkaile sitä hyvin kauan. Esimerkiksi kiven säänkestäminen kemiallisilla prosesseilla on todella hidas reaktio, joka tapahtuu vuosien varrella. Sitä vastoin pala kaliumia reagoi veden kanssa hyvin nopeasti ja tuottaa siten suuren määrän lämpöä, ja sitä pidetään voimakkaana reaktiona.
Tarkastellaan seuraavaa reaktiota, jossa reagenssit A ja B menevät tuotteisiin C ja D.
a A + b B → c C + d D
Reaktionopeus voidaan antaa joko kahdella reagoivalla aineella tai tuotteella.
Nopeus = - (1 / a) d [A] / dt = - (1 / b) d [B] / dt = - (1 / c) d [C] / dt = - (1 / d) d [D] / dt
a, b, c ja d ovat reagoivien aineiden ja tuotteiden stoikiometrisiä kertoimia. Reagensseille nopeusyhtälö kirjoitetaan miinusmerkillä, koska tuotteet ehtyvät reaktion edetessä. Tuotteiden lisääntyessä tuotteille annetaan kuitenkin positiivisia merkkejä.
Kemiallinen kinetiikka on reaktionopeuksien tutkimus, ja reaktionopeuteen vaikuttaa monia tekijöitä. Nämä tekijät ovat reagoivien aineiden, katalyyttien, lämpötilan, liuotinvaikutusten, pH: n, joskus tuotteen konsentraatioiden jne. Pitoisuudet. Nämä tekijät voidaan optimoida siten, että niillä on maksimaalinen reaktionopeus, tai niitä voidaan säätää manipuloimaan vaadittuja reaktionopeuksia.
Ominaisnopeuden vakio
Jos kirjoitamme nopeusyhtälön reagenssin A suhteen edellä annetussa reaktiossa, se on seuraava.
R = -K [A] a [B] b
Tässä reaktiossa k on nopeusvakio. Tätä kutsutaan spesifiseksi nopeusvakiona, kun kunkin reagenssin konsentraatio on yhtenäinen; eli yksi mooli / dm 3. Se on suhteellisuusvakio, joka riippuu lämpötilasta. Reaktion nopeus ja ominaisnopeusvakio voidaan löytää kokeilla.
Mikä on ero reaktionopeuden ja ominaisnopeuden vakion välillä?
• Reaktionopeus ilmoittaa nopeuden, jolla reaktiot muunnetaan tuotteiksi. Ominaisnopeusvakio on suhteellisuusvakio.
• Ominaisnopeusvakio on osa reaktionopeutta.
• Vain ominaisnopeusvakio ei voi antaa pätevää lausetta reaktionopeudesta.
