Sự khác biệt giữa tốc độ phản ứng và hằng số tốc độ cụ thể

Tốc độ phản ứng so với tốc độ cụ thể không đổi

Khi một hoặc nhiều chất phản ứng đang chuyển đổi thành sản phẩm, chúng có thể trải qua các sửa đổi và thay đổi năng lượng khác nhau. Các liên kết hóa học trong các chất phản ứng bị phá vỡ, và các liên kết mới đang hình thành để tạo ra các sản phẩm, hoàn toàn khác với các chất phản ứng. Loại sửa đổi hóa học này được gọi là phản ứng hóa học. Có rất nhiều biến số kiểm soát các phản ứng. Chủ yếu, bằng cách nghiên cứu nhiệt động lực học và động học, chúng ta có thể rút ra rất nhiều kết luận về một phản ứng và cách chúng ta có thể kiểm soát chúng. Nhiệt động lực học là nghiên cứu về sự biến đổi của năng lượng. Nó chỉ quan tâm đến năng lượng và vị trí của trạng thái cân bằng trong một phản ứng. Không có gì để nói về việc đạt đến trạng thái cân bằng nhanh như thế nào. Câu hỏi này là lĩnh vực của động học.

Tốc độ phản ứng

Tốc độ phản ứng đơn giản là dấu hiệu cho thấy tốc độ của phản ứng. Vì vậy, nó có thể được coi là một tham số xác định mức độ phản ứng nhanh hay chậm. Đương nhiên, một số phản ứng rất chậm, vì vậy chúng ta thậm chí không thể thấy phản ứng diễn ra trừ khi chúng ta quan sát nó trong một thời gian rất dài. Ví dụ, phong hóa đá bởi các quá trình hóa học là một phản ứng thực sự chậm diễn ra trong nhiều năm. Ngược lại, mảnh phản ứng kali với nước rất nhanh, và do đó tạo ra một lượng nhiệt lớn, và nó được coi là một phản ứng mạnh mẽ.

Hãy xem xét các phản ứng sau trong đó các chất phản ứng A và B sẽ đến các sản phẩm C và D.

a A + b B → c C + d D

Tốc độ của phản ứng có thể được đưa ra theo một trong hai chất phản ứng hoặc sản phẩm.

Tỷ lệ = - (1 / a) d [A] / dt = - (1 / b) d [B] / dt = - (1 / c) d [C] / dt = - (1 / d) d [D ] / dt

a, b, c và d là các hệ số cân bằng hóa học của các chất phản ứng và sản phẩm. Đối với các chất phản ứng, phương trình tốc độ được viết bằng dấu trừ, bởi vì các sản phẩm đang cạn kiệt khi phản ứng tiến hành. Tuy nhiên, khi các sản phẩm đang tăng lên, chúng được cho những dấu hiệu tích cực. 

Động học hóa học là nghiên cứu về tốc độ phản ứng và có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng. Các yếu tố này là nồng độ của chất phản ứng, chất xúc tác, nhiệt độ, hiệu ứng dung môi, pH, đôi khi là nồng độ sản phẩm, v.v ... Những yếu tố này có thể được tối ưu hóa để có tốc độ phản ứng tối đa hoặc có thể được điều chỉnh để điều chỉnh tốc độ phản ứng cần thiết.

Tỷ lệ cụ thể không đổi

Nếu chúng ta viết phương trình tốc độ liên quan đến chất phản ứng A trong phản ứng đã cho ở trên, thì như sau.

R = -K [A]^một [B]^b

Trong phản ứng này k là hằng số tốc độ. Điều này được gọi là hằng số tốc độ cụ thể khi nồng độ của mỗi chất phản ứng là thống nhất; tức là một nốt ruồi / dm³. Đó là một hằng số tỷ lệ phụ thuộc vào nhiệt độ. Tốc độ và hằng số tốc độ cụ thể của một phản ứng có thể được tìm thấy bằng các thí nghiệm.