Reactiesnelheid versus specifieke snelheidsconstante
Wanneer een of meer reactanten in producten worden omgezet, kunnen ze verschillende modificaties en energieveranderingen ondergaan. De chemische bindingen in de reactanten breken en nieuwe bindingen worden gevormd om producten te genereren die totaal anders zijn dan de reactanten. Dit soort chemische modificatie staat bekend als chemische reacties. Er zijn tal van variabelen die de reacties beheersen. Door voornamelijk thermodynamica en kinetiek te bestuderen, kunnen we veel conclusies trekken over een reactie en hoe we deze kunnen beheersen. Thermodynamica is de studie van energietransformaties. Het betreft alleen het energetische en de positie van het evenwicht in een reactie. Het heeft niets te zeggen over hoe snel het evenwicht wordt bereikt. Deze vraag is het domein van de kinetiek.
Reactiesnelheid
Reactiesnelheid is gewoon de indicatie van de snelheid van de reactie. Het kan dus worden beschouwd als een parameter die bepaalt hoe snel of hoe langzaam de reactie is. Natuurlijk zijn sommige reacties erg traag, dus we kunnen de reactie niet eens zien plaatsvinden, tenzij we deze heel lang observeren. Steenverwering door chemische processen is bijvoorbeeld een erg langzame reactie die in de loop van de jaren plaatsvindt. Daarentegen is een kaliumreactie met water erg snel en produceert het dus een grote hoeveelheid warmte, en het wordt beschouwd als een krachtige reactie.
Beschouw de volgende reactie waarbij reactanten A en B naar de producten C en D gaan.
een A + b B → c C + d D
De reactiesnelheid kan worden gegeven in termen van twee reactanten of producten.
Tarief = - (1 / a) d [A] / dt = - (1 / b) d [B] / dt = - (1 / c) d [C] / dt = - (1 / d) d [D] / dt
a, b, c en d zijn stoichiometrische coëfficiënten van de reactanten en producten. Voor de reactanten wordt de snelheidsvergelijking geschreven met een minteken, omdat de producten uitgeput raken naarmate de reactie vordert. Naarmate de producten toenemen, krijgen ze echter positieve signalen.
Chemische kinetiek is de studie van de reactiesnelheden en er zijn veel factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden. Deze factoren zijn concentraties van de reactanten, katalysatoren, temperatuur, oplosmiddeleffecten, pH, soms de productconcentraties, enz. Deze factoren kunnen worden geoptimaliseerd om de maximale reactiesnelheid te hebben of kunnen worden aangepast om de vereiste reactiesnelheden te manipuleren.
Specifieke snelheidsconstante
Als we de snelheidsvergelijking schrijven in relatie tot de reactant A in de hierboven gegeven reactie, is het als volgt.
R = -K [A] a [B] b
In deze reactie is k de snelheidsconstante. Dit staat bekend als de specifieke snelheidsconstante wanneer de concentratie van elke reactant één is; dwz één mol / dm 3. Het is een evenredigheidsconstante die afhankelijk is van de temperatuur. Snelheid en de specifieke snelheidsconstante van een reactie kunnen door experimenten worden gevonden.
Wat is het verschil tussen reactiesnelheid en specifieke snelheidsconstante?
• De reactiesnelheid geeft een indicatie van de snelheid waarmee de reacties worden omgezet in producten. Specifieke snelheidsconstante is evenredigheidsconstante.
• De specifieke snelheidsconstante is een onderdeel van de reactiesnelheid.
• Alleen de specifieke snelheidsconstante kan geen geldige verklaring van de reactiesnelheid geven.
