Reactiesnelheid

Een chemische reactie omvat de chemische omzetting van reactanten in producten. Naarmate de reactie vordert, neemt de concentratie van reactanten af terwijl de concentratie van producten toeneemt. Dit verschil in concentraties van reactanten en producten kan als functie van de tijd in een grafiek worden uitgezet.

De snelheid waarmee een reactie verloopt, wordt de reactiesnelheid genoemd. Het meet de snelheid waarmee reactanten verdwijnen of de snelheid van het verschijnen van producten en wordt uitgedrukt in eenheden van molariteit per seconde. De gemiddelde reactiesnelheid kan worden berekend uit de verandering in concentraties van reactanten of producten gedurende een bepaalde tijdsperiode.

De molaire concentratiewaarde wordt tussen haakjes aangegeven, t staat voor de tijdsperiode en het deltasymbool vertegenwoordigt veranderen in'Omdat reactanten uitgeput raken tijdens een chemische reactie, is de waarde van de concentratieverandering van reactanten altijd negatief. Daarom wordt een reactiesnelheid berekend in termen van reactanten aangevuld met een negatief teken, om de totale waarde positief te maken. De reactiesnelheid is niet uniform tijdens een reactie.

De snelheid aan het begin van de reactie, op tijd nul'wordt de initiële reactiesnelheid genoemd. Als de concentraties van reactanten afnemen, neemt de reactiesnelheid af of vertraagt de reactie. De reactiesnelheid op een bepaald tijdstip, of de momentane reactiesnelheid, wordt gemeten door de helling te berekenen van een raaklijn aan de reactiekromme, voor reactanten of producten, op het moment van interesse.

De hellingswaarde of de momentane snelheid op een specifiek tijdstip is gelijk voor alle reactanten en producten. De reactiesnelheid van een chemische reactie weerspiegelt ook de werkelijke stoichiometrische coëfficiënten van reactanten en producten. Dus voor elke gebalanceerde reactie, waarbij een mol A reageert met b mol B en c mol C en d mol D produceert, kan de reactiesnelheid worden uitgedrukt en berekend met behulp van de algemene formule:minus 1/a maal verandering in concentratie van reactant A met de tijd, gelijk aan minus 1/b maal verandering in concentratie van reactant B met de tijd.

Deze waarden zijn hetzelfde als plus 1/c maal, verandering in concentratie van product C met de tijd, wat hetzelfde is als plus 1/d maal verandering in concentratie van product D met de tijd. Het bepalen van de reactiesnelheden is fundamenteel voor het bestuderen van chemische kinetiek, wat helpt te begrijpen hoe snel een medicijn, katalysator of synthetische reactie werkt, zodat deze beter kan worden gecontroleerd en worden geoptimaliseerd in zijn functie.