Скорост на реакция спрямо време за реакция
Скоростта на реакцията и времето за реакция са взаимозависими променливи. Скоростта на реакцията определя времето, необходимо за завършване на реакцията до определена степен.
Скорост на реакция
Скоростта на реакцията е просто показател за скоростта на реакцията. Следователно може да се разглежда като параметър, който определя колко бърза или колко бавна е реакцията. Естествено, някои реакции са много бавни, така че дори не можем да видим протичащата реакция, освен ако не я наблюдаваме много дълго време. Например, изветрянето на скалите чрез химически процеси е много бавна реакция, която протича с годините. Обратно, реакцията на парче калий с вода е много бърза; по този начин се отделя голямо количество топлина и това се счита за бурна реакция.
Разгледайте следната реакция, при която реагентите A и B отиват към продуктите C и D.
a A + b B → c C + d D
Скоростта на реакцията може да бъде дадена по отношение на два реагента или продукта.
Скорост=-(1/a) d[A]/dt=-(1/b) d[B]/dt=(1/c) d[C]/dt=(1/d) d[D]/dt
Тук a, b, c и d са стехиометричните коефициенти на реагентите и продуктите. За реагентите скоростното уравнение се записва със знак минус, тъй като продуктите се изчерпват с протичането на реакцията. Въпреки това, тъй като продуктите се увеличават, те получават положителни знаци.
Химичната кинетика е изследване на скоростта на реакцията и има много фактори, които влияят на скоростта на реакцията. Тези фактори са концентрациите на реагентите, катализаторите, температурата, ефектите на разтворителя, pH, понякога концентрациите на продукта и т.н. Тези фактори могат да бъдат оптимизирани, за да имат максимална скорост на реакция или могат да бъдат коригирани, за да манипулират необходимите скорости на реакция. Ако напишем скоростното уравнение по отношение на реагента А за горепосочената реакция, то ще бъде както следва.
R=-K [A]a [B]b
В тази реакция k е константата на скоростта. Това е константа на пропорционалност, която зависи от температурата. Скоростта и константата на скоростта на реакцията могат да бъдат намерени чрез експерименти.
Време за реакция
Когато един или повече реагенти се превръщат в продукти, те могат да преминат през различни модификации и енергийни промени. Химичните връзки в реагентите се разкъсват и се образуват нови връзки, за да се генерират продукти, които са напълно различни от реагентите. Този вид химическа модификация е известна като химическа реакция. Времето, необходимо за завършване на реакция до определена степен, е известно като време за реакция. Времето зависи от различни фактори, които влияят на реакцията. Например размерът на частиците на реагентите, концентрациите, техните физични състояния, температура и налягане са някои от факторите, които влияят на времето за завършване на реакцията. Освен времето за завършване на реакцията, можем да измерим времето през цялата реакция. Например, можем да измерим половин време за реакция. Следователно няма конкретно определение за времето за реакция. По-скоро измерваме времето според нашите експериментални нужди.
Каква е разликата между скоростта на реакция и времето за реакция?
• Скоростта на реакцията определя колко бърза или колко бавна е реакцията. Времето за реакция е времето, необходимо за завършване на реакция до определена степен.
• Ако скоростта на реакцията е висока за определена реакция, тогава времето за реакция е ниско. Освен това, ако скоростта на реакция е ниска, тогава времето за реакция ще бъде по-дълго.
