Rýchlosť reakcie verzus reakčný čas
Rýchlosť reakcie a reakčný čas sú vzájomne závislé premenné. Reakčná rýchlosť reakcie určuje čas, ktorý bude trvať, kým sa reakcia do určitej miery dokončí.
Rýchlosť reakcie
Rýchlosť reakcie je jednoducho údaj o rýchlosti reakcie. Preto ho možno považovať za parameter, ktorý určuje, aká rýchla alebo pomalá je reakcia. Prirodzene, niektoré reakcie sú veľmi pomalé, takže ani nemôžeme vidieť, ako reakcia prebieha, pokiaľ ju nepozorujeme veľmi dlho. Napríklad zvetrávanie hornín chemickými procesmi je veľmi pomalá reakcia, ktorá prebieha v priebehu rokov. Naproti tomu reakcia kúska draslíka s vodou je veľmi rýchla; tým vzniká veľké množstvo tepla a považuje sa to za prudkú reakciu.
Zvážte nasledujúcu reakciu, kde reaktanty A a B prechádzajú na produkty C a D.
a A + b B → c C + d D
Rýchlosť reakcie môže byť vyjadrená buď z dvoch reaktantov alebo produktov.
Sadzba=-(1/a) d[A]/dt=-(1/b) d[B]/dt=(1/c) d[C]/dt=(1/d) d[D]/dt
A, b, c a d sú stechiometrické koeficienty reaktantov a produktov. Pre reaktanty je rýchlostná rovnica napísaná so znamienkom mínus, pretože produkty sa v priebehu reakcie vyčerpávajú. Ako však produkty pribúdajú, dostávajú pozitívne znaky.
Chemická kinetika je štúdium rýchlosti reakcií a existuje veľa faktorov, ktoré ovplyvňujú rýchlosť reakcie. Týmito faktormi sú koncentrácie reaktantov, katalyzátorov, teplota, účinky rozpúšťadla, pH, niekedy koncentrácie produktu atď. Tieto faktory môžu byť optimalizované tak, aby mali maximálnu reakčnú rýchlosť, alebo môžu byť upravené tak, aby manipulovali s požadovanými reakčnými rýchlosťami. Ak napíšeme rýchlostnú rovnicu vo vzťahu k reaktantu A pre vyššie uvedenú reakciu, bude to vyzerať takto.
R=-K [A]a [B]b
V tejto reakcii je k rýchlostná konštanta. Je to konštanta úmernosti, ktorá závisí od teploty. Rýchlosť a rýchlostnú konštantu reakcie možno nájsť pomocou experimentov.
Reakčný čas
Keď sa jeden alebo viac reaktantov premieňa na produkty, môžu prejsť rôznymi modifikáciami a energetickými zmenami. Chemické väzby v reaktantoch sa prerušia a vytvoria sa nové väzby, aby sa vytvorili produkty, ktoré sú úplne odlišné od reaktantov. Tento druh chemickej modifikácie je známy ako chemická reakcia. Čas potrebný na dokončenie reakcie v určitom rozsahu je známy ako reakčný čas. Čas závisí od rôznych faktorov, ktoré ovplyvňujú reakciu. Napríklad veľkosť častíc reaktantov, koncentrácie, ich fyzikálne stavy, teplota a tlak sú niektoré z faktorov, ktoré ovplyvňujú čas na dokončenie reakcie. Okrem času dokončenia reakcie môžeme merať čas počas celej reakcie. Môžeme napríklad merať polovičný reakčný čas. Preto neexistuje žiadna špecifická definícia reakčného času. Namiesto toho meriame čas podľa potrieb experimentu.
Aký je rozdiel medzi reakčnou rýchlosťou a reakčným časom?
• Rýchlosť reakcie určuje, aká rýchla alebo pomalá je reakcia. Reakčný čas je čas potrebný na dokončenie reakcie do určitej miery.
• Ak je rýchlosť reakcie pre konkrétnu reakciu vysoká, potom je reakčný čas nízky. Tiež ak je rýchlosť reakcie nízka, reakčný čas bude dlhší.
