Скорост на химичната реакция
Скоростта на химичната реакция характеризира колко бързо протича превръщането на едуктите (изходните вещества) в продукти. За дадена необратима реакция между изходните вещества A и B до продуктите C и D:
скоростта на химичната реакция r може да се дефинира по следния начин:
- – стехиометричният коефициент на компонента i
- - моларната концентрация на компонента i ()
- – време
- – степен на извършване на реакцията, изразена чрез някой от компонентите i
- – количеството вещество от компонента i (броят на моловете)
- – обем на реакционната смес
Скоростта на химичната реакция r има измерение . Тя е пропоционална на концентрациите на изходните вещества (т. нар. „закон за действие на масите“):
където k е скоростната константа. Колкото по-висока стойност има k, толкова по-бързо протича реакцията. Някои вещества могат да увеличават скоростта на реакцията, те се наричат катализатори. Други може да я забавят, те се наричат инхибитори. Скоростта на химичната реакция е от значение при оразмеряването на химически реактори и др.
Горната дефиниция на скоростта на химичната реакция се използва предимно за реакции в течна среда и с приблизително константен обем. При процеси с участието на газове може да е от предимство използването например на парциалните налягания pi на газовете вместо моларните концентрации Ci. Също така е възможно скоростта да се дефинира не с обема V , а с маса (напр. на катализатор) или повърхност при хетерогенни реакции.
Зависимост от температурата
редактиранеСкоростта на химичната реакция се променя с температурата (обикновено нараства). Зависимостта ѝ от температурата се задава с т. нар. уравнение на Арениус.
Обратима реакция
редактиранеАко реакцията е обратима (т.е. продуктите C и D могат да реагират до A и B):
тогава може да се дефинират скорост на правата реакция rf и скорост на обратната реакция rb.
При достигане на равновесие двете скорости се изравняват. Съотношението на техните скоростни константи се нарича равновесна константа:
Порядък на реакцията
редактиранеЗа реакция със скорост:
сумата от степенните показатели (стехиометричните коефициенти) в скоростното уравнение се нарича порядък на реакцията. Действителният порядък на реакцията не винаги отговаря на сумата от стехиометричните коефициенти, тъй като реалният механизъм на реакцията може да е по-сложен, но формално е удобно скоростта r да се дефинира по този начин (т. нар. формален порядък).
Реакции от нулев порядък
редактиране
При тези реакции скоростта не зависи от концентрацията на веществата.
Реакции от първи порядък
редактиране
При реакциите от първи порядък скоростта е пропорционална (само) на концентрацията на един от компонентите. Пример за реакция от първи порядък е радиоактивният разпад.
Реакции от втори порядък
редактиране