Reaktsioonikiirus vs reaktsiooniaeg
Reaktsioonikiirus ja reaktsiooniaeg on üksteisest sõltuvad muutujad. Reaktsiooni reaktsioonikiirus määrab aja, mis kulub reaktsiooni teatud määral lõpuleviimiseks.
Reaktsioonikiirus
Reaktsioonikiirus näitab lihts alt reaktsiooni kiirust. Seetõttu võib seda pidada parameetriks, mis määrab, kui kiire või aeglane on reaktsioon. Loomulikult on mõned reaktsioonid väga aeglased, nii et me ei saa isegi näha reaktsiooni toimuvat, kui me seda väga pikka aega ei jälgi. Näiteks kivimite murenemine keemiliste protsesside tõttu on väga aeglane reaktsioon, mis toimub aastate jooksul. Seevastu kaaliumitüki reaktsioon veega on väga kiire; seega tekitab see suures koguses soojust ja seda peetakse jõuliseks reaktsiooniks.
Mõelge järgmisele reaktsioonile, kus reagendid A ja B lähevad toodetesse C ja D.
a A + b B → c C + d D
Reaktsiooni kiiruse võib esitada kahe reagendi või produktina.
Määr=-(1/a) d[A]/dt=-(1/b) d[B]/dt=(1/c) d[C]/dt=(1/d) d[D]/dt
Siin on a, b, c ja d reagentide ja produktide stöhhiomeetrilised koefitsiendid. Reagentide puhul kirjutatakse kiirusvõrrand miinusmärgiga, kuna produktid kahanevad reaktsiooni edenedes. Kuna aga toodete arv kasvab, on neile antud positiivseid märke.
Keemiline kineetika uurib reaktsioonikiirusi ja reaktsiooni kiirust mõjutavad paljud tegurid. Need tegurid on reagentide kontsentratsioonid, katalüsaatorid, temperatuur, lahusti mõju, pH, mõnikord ka toote kontsentratsioon jne. Neid tegureid saab optimeerida, et saavutada maksimaalne reaktsioonikiirus, või neid saab reguleerida, et manipuleerida nõutavate reaktsioonikiirustega. Kui kirjutame ül altoodud reaktsiooni kiirusvõrrandi reagendi A suhtes, on see järgmine.
R=-K [A]a [B]b
Selles reaktsioonis on k kiiruskonstant. See on proportsionaalsuskonstant, mis sõltub temperatuurist. Reaktsiooni kiirust ja kiiruskonstanti saab leida katsetega.
Reaktsiooniaeg
Kui üks või mitu reagenti muunduvad toodeteks, võivad need läbida erinevaid modifikatsioone ja energiamuutusi. Reagentides olevad keemilised sidemed katkevad ja moodustuvad uued sidemed, mille tulemusena tekivad tooted, mis on reagentidest täiesti erinevad. Sellist keemilist modifikatsiooni nimetatakse keemiliseks reaktsiooniks. Aega, mis kulub reaktsiooni teatud määral lõpuleviimiseks, nimetatakse reaktsiooniajaks. Aeg sõltub erinevatest reaktsiooni mõjutavatest teguritest. Näiteks reagentide osakeste suurus, kontsentratsioonid, nende füüsikalised olekud, temperatuur ja rõhk on mõned tegurid, mis mõjutavad reaktsiooni lõpuleviimise aega. Peale reaktsiooni lõpuaja saame mõõta aega kogu reaktsiooni vältel. Näiteks saame mõõta poolreaktsiooniaega. Seetõttu puudub reaktsiooniaja spetsiifiline määratlus. Pigem mõõdame aega vastav alt oma katsevajadustele.
Mis vahe on reaktsioonikiirusel ja reaktsiooniajal?
• Reaktsioonikiirus määrab, kui kiire või aeglane reaktsioon on. Reaktsiooniaeg on aeg, mis kulub reaktsiooni teatud määral lõpuleviimiseks.
• Kui konkreetse reaktsiooni reaktsioonikiirus on kõrge, on reaktsiooniaeg madal. Ka siis, kui reaktsioonikiirus on madal, on reaktsiooniaeg pikem.
