A kémiai reakciókat reakciójuk alapján lehet besorolni kinetika, a reakciósebesség tanulmányozása.
A kinetikai elmélet szerint az összes anyag apró részecskéi állandó mozgásban vannak, és egy anyag hőmérséklete ezen mozgás sebességétől függ. A megnövekedett mozgást megnövekedett hőmérséklet kíséri.
Az általános reakcióforma:
aA + bB → cC + dD
A reakciókat nulla sorrendű, első rendű, második rendű vagy vegyes sorrendű (magasabb rendű) reakciókba soroljuk.
Kulcsfontosságú lehetőségek: reakciókérelmek a kémiában
- A kémiai reakciókhoz hozzárendelhető reakciórend, amely leírja kinetikáját.
- A megrendelések típusai nulla, első és második, illetve vegyes sorrendűek.
- A nulla rendű reakció állandó sebességgel folytatódik. Az első rendű reakciósebesség az egyik reagens koncentrációjától függ. A második rendű reakciósebesség arányos a reagens vagy a két reagens koncentrációjának szorzatának négyzetével.
Nulla sorrendű reakciók
A nulla rendű reakciók (ahol a sorrend = 0) állandó sebességgel rendelkeznek. A nulla rendű reakció sebessége állandó és független a reagensek koncentrációjától. Ez a sebesség független a reagensek koncentrációjától. Az adómérték:
sebesség = k, ahol k egységei M / sec.
Első rendű reakciók
Az első rendű reakciók (ahol rend = 1) sebessége arányos az egyik reagens koncentrációjával. Az elsőrendű reakció sebessége arányos egy reagens koncentrációjával. Az első rendű reakció általános példája radioaktív bomlás, a spontán folyamat, amelyen keresztül instabil atommag kisebb, stabilabb részekre osztódik. Az adómérték:
sebesség = k [A] (vagy B helyett A), k pedig sec mértékegységeivel rendelkezik-1
Másodrendű reakciók
A második rendű reakció (ahol rend = 2) sebessége arányos az egyetlen reagens négyzetének koncentrációjával vagy a két reagens koncentrációjának szorzatával. A képlet:
arány = k [A]2 (vagy az A vagy k helyettesítője B, szorozva az A koncentráció és a B koncentráció szorzata), az M sebességállandó egységeivel-1sec-1
Vegyes vagy magasabb rendű reakciók
A vegyes sorrendű reakciók aránya arányos, például:
arány = k [A]1/3
A reakció sebességét befolyásoló tényezők
A kémiai kinetika azt jósolja, hogy a kémiai reakció sebességét olyan tényezők fogják növelni, amelyek növelik a kinetikát a reagensek energiája (egy pontig), ami növeli annak valószínűségét, hogy a reagensek kölcsönhatásba lépnek egymással Egyéb. Hasonlóképpen várható, hogy azok a tényezők, amelyek csökkentik a reagensek egymással való ütközésének esélyét, csökkentsék a reakció sebességét. A reakció sebességét befolyásoló fő tényezők a következők:
- A reagensek koncentrációja: A nagyobb reagensek koncentrációja több ütközéshez vezet egységnyi időnként, ami megnövekedett reakciósebességet eredményez (kivéve a nullarendű reakciókat).
- Hőmérséklet: A hőmérséklet emelkedését általában a reakció sebességének növekedése kíséri.
- Jelenléte katalizátorok: A katalizátorok (például enzimek) csökkentik a kémiai reakció aktiválási energiáját és növelik a kémiai reakció sebességét anélkül, hogy a folyamatba felveszik.
- A reaktánsok fizikai állapota: Az azonos fázisban levő reagensek hőhatással érintkezésbe kerülhetnek, de a felület és az izgatottság befolyásolja a reagálók közötti reakciókat a különböző fázisokban.
- Nyomás: Gázokat érintő reakcióknál a nyomás növelése növeli a reagensek közötti ütközéseket, növelve a reakció sebességét.
Bár a kémiai kinetika meg tudja becsülni a kémiai reakció sebességét, ez nem határozza meg a reakció mértékét.