Współczynnik reakcji a czas reakcji
Szybkość i czas reakcji są zmiennymi współzależnymi. Szybkość reakcji określa czas potrzebny do zakończenia reakcji w określonym zakresie.
Współczynnik reakcji
Szybkość reakcji to po prostu wskazanie szybkości reakcji. Dlatego może być traktowany jako parametr, który określa, jak szybko lub jak wolno jest reakcja. Oczywiście niektóre reakcje są bardzo powolne, więc nie możemy nawet zobaczyć reakcji, jeśli nie obserwujemy jej przez bardzo długi czas. Na przykład wietrzenie skał w wyniku procesów chemicznych jest bardzo powolną reakcją, która zachodzi przez lata. Natomiast reakcja kawałka potasu z wodą jest bardzo szybka; w ten sposób wytwarza dużą ilość ciepła i jest uważany 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 jako jeden z dwóch reagentów lub produktów.
Częstość=-(1/a) d[A]/dt=-(1/b) d[B]/dt=(1/c) d[C]/dt=(1/d) d[D]/dt
Tutaj a, b, c i d są współczynnikami stechiometrycznymi reagentów i produktów. W przypadku reagentów równanie szybkości jest zapisane ze znakiem minus, ponieważ produkty wyczerpują się w miarę postępu reakcji. Jednak wraz ze wzrostem liczby produktów otrzymują pozytywne znaki.
Kinetyka chemiczna to badanie szybkości reakcji i istnieje wiele czynników wpływających na szybkość reakcji. Czynnikami tymi są stężenia reagentów, katalizatorów, temperatura, działanie rozpuszczalnika, pH, czasami stężenia produktu itp. Czynniki te można zoptymalizować, aby uzyskać maksymalną szybkość reakcji lub można je dostosować, aby manipulować wymaganymi szybkościami reakcji. Jeśli zapiszemy równanie szybkości w odniesieniu do reagenta A dla powyższej reakcji, będzie ono wyglądało następująco.
R=-K [A]a [B]b
W tej reakcji k jest stałą szybkości. Jest to stała proporcjonalności, która zależy od temperatury. Szybkość i stałą szybkości reakcji można znaleźć eksperymentalnie.
Czas reakcji
Kiedy jeden lub więcej reagentów przekształca się w produkty, mogą one przechodzić różne modyfikacje i zmiany energii. Wiązania chemiczne w reagentach pękają i tworzą się nowe wiązania, aby wytworzyć produkty, które są całkowicie różne 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 wpływających na reakcję. Na przykład wielkość cząstek reagentów, stężenia, ich stany fizyczne, temperatura i ciśnienie to tylko niektóre z czynników, które wpływają na czas do zakończenia reakcji. Poza czasem zakończenia reakcji, możemy mierzyć czas całej reakcji. Na przykład możemy zmierzyć połowę czasu reakcji. Dlatego nie ma konkretnej definicji czasu reakcji. Raczej mierzymy czas zgodnie z naszymi potrzebami eksperymentu.
Jaka jest różnica między szybkością reakcji a czasem reakcji?
• Szybkość reakcji określa, jak szybka lub jak wolna jest reakcja. Czas reakcji to czas potrzebny do zakończenia reakcji do pewnego stopnia.
• Jeśli szybkość reakcji jest wysoka dla określonej reakcji, czas reakcji jest krótki. Również jeśli szybkość reakcji jest niska, czas reakcji będzie dłuższy.
