Reaktionshastighed versus specifik hastighedskonstant
Når en eller flere reaktanter konverterer til produkter, kan de muligvis gennemgå forskellige ændringer og energiforandringer. De kemiske bindinger i reaktanterne bryder, og nye bindinger dannes for at generere produkter, der er helt forskellige fra reaktanterne. Denne form for kemisk modifikation kaldes kemiske reaktioner. Der er adskillige variabler, der styrer reaktionerne. Ved at studere termodynamik og kinetik kan vi hovedsagelig drage mange konklusioner om en reaktion, og hvordan vi kan kontrollere dem. Termodynamik er studiet af transformationer af energi. Det drejer sig kun om den energiske og ligevægtens position i en reaktion. Det har intet at sige om, hvor hurtigt ligevægten nås. Dette spørgsmål er kinetikens domæne.
Reaktionshastighed
Reaktionshastighed er simpelthen en indikation af reaktionshastigheden. Så det kan betragtes som en parameter, der bestemmer, hvor hurtig eller hvor langsom reaktionen er. Naturligvis er nogle reaktioner meget langsomme, så vi kan ikke engang se reaktionen finde sted, medmindre vi observerer den i meget lang tid. For eksempel er stenforvitring ved kemiske processer en virkelig langsom reaktion, der finder sted gennem årene. I modsætning hertil er et stykke kaliumreaktion med vand meget hurtigt og producerer således en stor mængde varme, og det betragtes som en kraftig reaktion.
Overvej følgende reaktion, hvor reaktanterne A og B går til produkterne C og D.
a A + b B → c C + d D
Hastigheden for reaktionen kan gives i form af en af to reaktanter eller produkter.
Hastighed = - (1 / a) d [A] / dt = - (1 / b) d [B] / dt = - (1 / c) d [C] / dt = - (1 / d) d [D] / dt
a, b, c og d er støkiometriske koefficienter for reaktanterne og produkterne. For reaktanterne skrives hastighedsligningen med et minustegn, fordi produkterne nedbrydes, efterhånden som reaktionen fortsætter. Men da produkterne stiger, får de positive tegn.
Kemisk kinetik er undersøgelsen af reaktionshastighederne, og der er mange faktorer, der påvirker reaktionshastigheden. Disse faktorer er koncentrationer af reaktanter, katalysatorer, temperatur, opløsningsmiddeleffekter, pH, undertiden produktkoncentrationer osv. Disse faktorer kan optimeres til at have den maksimale reaktionshastighed eller kan justeres til at manipulere de krævede reaktionshastigheder.
Specifik hastighedskonstant
Hvis vi skriver hastighedsligningen i forhold til reaktanten A i ovennævnte reaktion, er den som følger.
R = -K [A] a [B] b
I denne reaktion er k hastighedskonstanten. Dette er kendt som specifik hastighedskonstant, når koncentrationen af hver reaktant er enhed; dvs. en mol / dm 3. Det er en proportionalitetskonstant, der afhænger af temperaturen. Hastighed og den specifikke hastighedskonstant for en reaktion kan findes ved eksperimenter.
Hvad er forskellen mellem reaktionshastighed og specifik hastighedskonstant?
• Reaktionshastigheden giver en indikation af den hastighed, hvormed reaktionerne omdannes til produkter. Specifik hastighedskonstant er proportionalitetskonstant.
• Specifik hastighedskonstant er en del af reaktionshastigheden.
• Den specifikke hastighedskonstant kan kun ikke give en gyldig redegørelse for reaktionshastigheden.
