Velocità di reazione

Una reazione chimica comporta la trasformazione chimica dei reagenti in prodotti. Man mano che la reazione progredisce, la concentrazione dei reagenti diminuisce mentre la concentrazione dei prodotti aumenta. Questa variazione nelle concentrazioni di reagenti e prodotti può essere tracciata in un grafico in funzione del tempo.

La velocità con cui progredisce una reazione è detta velocità di reazione. Tale valore misura la velocità di scomparsa dei reagenti, o la velocità di comparsa dei prodotti, ed è espressa in unità di molarità al secondo. La velocità di reazione media può essere calcolata dalla variazione delle concentrazioni di reagenti o prodotti durante un periodo di tempo specifico.

Il valore della concentrazione molare è indicato tra parentesi, t rappresenta il periodo di tempo e il simbolo delta rappresenta cambiamento in. Poiché i reagenti si esauriscono durante una reazione chimica, il valore della variazione di concentrazione dei reagenti è sempre negativo. Pertanto, una velocità di reazione calcolata in termini di reagenti è supportata da un segno negativo, per rendere positivo il valore complessivo.

La velocità di reazione non è uniforme durante una reazione. La velocità all'inizio della reazione, al tempo zero"è detta velocità di reazione iniziale. Quando le concentrazioni dei reagenti si riducono, la velocità di reazione diminuisce e la reazione rallenta.

La velocità di reazione in un dato momento, o la velocità di reazione istantanea, viene misurata calcolando la pendenza di una tangente tracciata alla curva di reazione, per reagenti o prodotti, al momento di interesse. Il valore della pendenza o la velocità istantanea in un punto temporale specifico è uguale per tutti i reagenti e prodotti. La velocità di reazione di una reazione chimica riflette anche i coefficienti stechiometrici effettivi di reagenti e prodotti.

Quindi, per qualsiasi reazione bilanciata, dove una moli di A reagisce con b moli di B, producendo c moli di C e d moli di D, la velocità di reazione può essere espressa e calcolata usando la formula generica:meno 1/a volte cambia in concentrazione del reagente A nel tempo, pari a meno 1/b volte la variazione della concentrazione del reagente B nel tempo. Questi valori sono gli stessi di più 1/c volte, la variazione della concentrazione del prodotto C nel tempo, che è uguale a più 1/d volte la variazione della concentrazione del prodotto D nel tempo. Determinare le velocità di reazione è fondamentale per lo studio della cinetica chimica, che aiuta a capire quanto velocemente un farmaco, un catalizzatore, o una reazione sintetica funziona in modo che possa essere meglio controllato e ottimizzato nella sua funzione.