Rata de reacție față de timpul de reacție
Viteza de reacție și timpul de reacție sunt variabile interdependente. Viteza de reacție a unei reacții determină timpul necesar pentru a finaliza reacția într-o anumită măsură.
Rata de reacție
Viteza de reacție este pur și simplu indicația vitezei reacției. Prin urmare, poate fi privit ca un parametru, care determină cât de rapidă sau cât de lentă este o reacție. Desigur, unele reacții sunt foarte lente, așa că nici măcar nu putem vedea reacția având loc decât dacă o observăm foarte mult timp. De exemplu, degradarea rocilor prin procese chimice este o reacție foarte lentă, care are loc de-a lungul anilor. În schimb, reacția unei bucăți de potasiu cu apa este foarte rapidă; astfel, producând o cantitate mare de căldură și este considerată ca o reacție viguroasă.
Luați în considerare următoarea reacție în care reactanții A și B ajung la produsele C și D.
a A + b B → c C + d D
Viteza de reacție poate fi dată în termeni de doi reactanți sau produse.
Rata=-(1/a) d[A]/dt=-(1/b) d[B]/dt=(1/c) d[C]/dt=(1/d) d[D]/dt
Aici, a, b, c și d sunt coeficienți stoichiometrici ai reactanților și produșilor. Pentru reactanți, ecuația vitezei este scrisă cu semnul minus, deoarece produsele se epuizează pe măsură ce reacția continuă. Cu toate acestea, pe măsură ce produsele cresc, li se dau semne pozitive.
Cinetica chimică este studiul vitezei de reacție și există mulți factori care afectează viteza reacției. Acești factori sunt concentrațiile reactanților, catalizatorii, temperatura, efectele solvenților, pH-ul, uneori concentrațiile produsului etc. Acești factori pot fi optimizați pentru a avea viteza maximă de reacție sau pot fi ajustați pentru a manipula vitezele de reacție necesare. Dacă scriem ecuația vitezei în raport cu reactantul A pentru reacția de mai sus, aceasta va fi după cum urmează.
R=-K [A]a [B]b
În această reacție, k este constanta vitezei. Este o constantă de proporționalitate, care depinde de temperatură. Viteza și constanta vitezei unei reacții pot fi găsite prin experimente.
Timp de reacție
Când unul sau mai mulți reactanți se transformă în produse, aceștia pot trece prin diferite modificări și schimbări de energie. Legăturile chimice din reactanți se rup și se formează noi legături, pentru a genera produse, care sunt total diferiți de reactanți. Acest tip de modificare chimică este cunoscută sub numele de reacție chimică. Timpul necesar pentru a finaliza o reacție într-o anumită măsură este cunoscut ca timp de reacție. Timpul depinde de diverși factori care afectează reacția. De exemplu, dimensiunea particulelor reactanților, concentrațiile, stările lor fizice, temperatura și presiunea sunt câțiva dintre factorii care afectează timpul de finalizare a unei reacții. În afară de timpul de finalizare a reacției, putem măsura timpul pe parcursul reacției. De exemplu, putem măsura jumătatea timpului de reacție. Prin urmare, nu există o definiție specifică pentru timpul de reacție. Mai degrabă, măsurăm timpul în funcție de nevoile noastre de experiment.
Care este diferența dintre viteza de reacție și timpul de reacție?
• Viteza de reacție determină cât de rapidă sau cât de lentă este reacția. Timpul de reacție este timpul necesar pentru a finaliza o reacție într-o anumită măsură.
• Dacă viteza de reacție este mare pentru o anumită reacție, atunci timpul de reacție este scăzut. De asemenea, dacă viteza de reacție este scăzută, atunci timpul de reacție va fi mai lung.
