Verschil tussen reactiesnelheid en specifieke snelheidsconstante

Reactiesnelheid versus specifieke snelheidsconstante

Wanneer een of meer reactanten producten omzetten, kunnen ze verschillende wijzigingen 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 talloze variabelen die de reacties sturen. Vooral door thermodynamica en kinetiek te bestuderen, kunnen we veel conclusies trekken over een reactie en hoe we ze kunnen beheersen. Thermodynamica is de studie van transformaties van energie. Het gaat alleen om de 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

De reactiesnelheid is eenvoudigweg de indicatie van de snelheid van de reactie. Dus het kan worden beschouwd als een parameter die bepaalt hoe snel of hoe traag de reactie is. Natuurlijk zijn sommige reacties erg langzaam, dus we kunnen de reactie niet eens zien tenzij we hem heel lang observeren. Zo is steenverwering door chemische processen een erg trage reactie die zich in de loop van de jaren voltrekt. Daar staat tegenover dat een stuk kaliumreactie met water zeer snel is en dus een grote hoeveelheid warmte produceert, en het wordt beschouwd als een krachtige reactie.

Beschouw de volgende reactie waarbij reactanten A en B naar de producten C en D gaan.

a A + b B → c C + d D

De snelheid voor de reactie kan worden gegeven in termen van een van twee reactanten of producten.

Snelheid = - (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 opraken naarmate de reactie voortschrijdt. Naarmate de producten toenemen, krijgen ze echter positieve signalen. 

Chemische kinetiek is de studie van de reactiesnelheden en er zijn veel factoren die de snelheid van de reactie beïnvloeden. Deze factoren zijn concentraties van de reactanten, katalysatoren, temperatuur, oplosmiddeleffecten, pH, soms de productconcentraties, etc. 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 dit als volgt.

R = -K [A]^een [B]^b

In deze reactie is k de snelheidsconstante. Dit staat bekend als specifieke snelheidsconstante wanneer de concentratie van elke reactant een eenheid is; dat wil zeggen één mol / dm³. Het is een proportionaliteitsconstante die afhankelijk is van de temperatuur. Snelheid en de specifieke snelheidsconstante van een reactie kan door experimenten worden gevonden.