Скорость реакции и время реакции
Скорость реакции и время реакции являются взаимозависимыми переменными. Скорость реакции определяет время, необходимое для завершения реакции до определенной степени.
Скорость реакции
Скорость реакции - это просто показатель скорости реакции. Следовательно, его можно рассматривать как параметр, определяющий, насколько быстрой или медленной является реакция. Естественно, некоторые реакции протекают очень медленно, поэтому мы даже не можем увидеть, как протекает реакция, если не наблюдаем ее в течение очень длительного времени. Например, выветривание горных пород в результате химических процессов представляет собой очень медленную реакцию, протекающую годами. Напротив, реакция куска калия с водой протекает очень быстро; таким образом, выделяется большое количество тепла, и это считается бурной реакцией.
Рассмотрите следующую реакцию, в которой реагенты A и B переходят в продукты C и D.
a A + b B → c C + d D
Скорость реакции может быть выражена в единицах одного из двух реагентов или продуктов.
Rate=-(1/a) d[A]/dt=-(1/b) d[B]/dt=(1/c) d[C]/dt=(1/d) д[Д]/дт
Здесь a, b, c и d - стехиометрические коэффициенты реагентов и продуктов. Для реагентов уравнение скорости записывается со знаком минус, так как продукты расходуются по мере протекания реакции. Однако, по мере увеличения количества продуктов, они получают положительные знаки.
Химическая кинетика изучает скорость реакции, и на скорость реакции влияет множество факторов. Этими факторами являются концентрации реагентов, катализаторов, температура, влияние растворителей, pH, иногда концентрации продуктов и т. д. Эти факторы могут быть оптимизированы для получения максимальной скорости реакции или могут быть скорректированы для манипулирования требуемой скоростью реакции. Если записать уравнение скорости по отношению к реагенту А для данной реакции, то оно будет следующим.
R=-K [A]a [B]b
В этой реакции k – константа скорости. Это константа пропорциональности, которая зависит от температуры. Скорость и константу скорости реакции можно найти опытным путем.
Время реакции
Когда один или несколько реагентов превращаются в продукты, они могут претерпевать различные модификации и энергетические изменения. Химические связи в реагентах разрываются и образуются новые связи, в результате чего образуются продукты, полностью отличные от реагентов. Этот вид химической модификации известен как химическая реакция. Время, необходимое для завершения реакции в определенной степени, называется временем реакции. Время зависит от различных факторов, влияющих на реакцию. Например, размер частиц реагентов, концентрации, их физические состояния, температура и давление являются одними из факторов, влияющих на время завершения реакции. Помимо времени завершения реакции, мы можем измерять время всей реакции. Например, мы можем измерить время половинной реакции. Поэтому конкретного определения времени реакции не существует. Скорее, мы измеряем время в соответствии с потребностями нашего эксперимента.
В чем разница между скоростью реакции и временем реакции?
• Скорость реакции определяет, насколько быстрой или медленной будет реакция. Время реакции - это время, необходимое для завершения реакции до определенной степени.
• Если скорость реакции высока для конкретной реакции, то время реакции мало. Также, если скорость реакции низкая, время реакции будет больше.
