Chemické reakce lze klasifikovat na základě jejich reakce kinetika, studium reakčních rychlostí.
Kinetická teorie uvádí, že nepatrné částice veškeré hmoty jsou v neustálém pohybu a že teplota látky závisí na rychlosti tohoto pohybu. Zvýšený pohyb je doprovázen zvýšenou teplotou.
Obecná reakční forma je:
aA + bB → cC + dD
Reakce jsou kategorizovány jako reakce nultého, prvního, druhého a smíšeného (vyššího) řádu.
Klíčové cesty: Reakce v chemii
- Chemickým reakcím mohou být přiřazeny reakční příkazy, které popisují jejich kinetiku.
- Typy objednávek jsou nulové, první, druhé nebo smíšené.
- Reakce nulového řádu probíhá konstantní rychlostí. Reakční rychlost prvního řádu závisí na koncentraci jednoho z reaktantů. Reakční rychlost druhého řádu je úměrná druhé mocnině koncentrace reakčního činidla nebo součinu koncentrace dvou reakčních složek.
Reakce nulového řádu
Reakce nulového řádu (kde order = 0) mají konstantní rychlost. Rychlost reakce nulového řádu je konstantní a nezávislá na koncentraci reaktantů. Tato rychlost je nezávislá na koncentraci reakčních složek. Zákon o sazbě je:
rate = k, s k mají jednotky M / sec.
Reakce prvního řádu
Reakce prvního řádu (kde řád = 1) má rychlost úměrnou koncentraci jednoho z reaktantů. Rychlost reakce prvního řádu je úměrná koncentraci jednoho reakčního činidla. Běžným příkladem reakce prvního řádu je radioaktivní rozpad, spontánní proces, jehož prostřednictvím je nestabilní atomové jádro se rozpadne na menší, stabilnější fragmenty. Zákon o sazbě je:
rate = k [A] (nebo B místo A), přičemž k má jednotky sec-1
Reakce druhého řádu
Reakce druhého řádu (kde řád = 2) má rychlost úměrnou koncentraci čtverce jednotlivého reakčního činidla nebo součinu koncentrace dvou reakčních složek. Vzorec je:
rate = k [A]2 (nebo nahradit B za A nebo k vynásobené koncentrací A krát koncentrací B) jednotkami rychlostní konstanty M-1sec-1
Reakce smíšené a vyšší objednávky
Reakce smíšeného řádu mají pro svou rychlost zlomkové pořadí, například:
rate = k [A]1/3
Faktory ovlivňující rychlost reakce
Chemická kinetika předpovídá, že rychlost chemické reakce bude zvýšena faktory, které zvyšují kinetiku energie reaktantů (až do bodu), což vede ke zvýšené pravděpodobnosti, že reaktanty budou s každým interagovat jiný. Podobně lze očekávat, že faktory, které snižují pravděpodobnost vzájemného střetu reakčních složek, snižují reakční rychlost. Hlavní faktory, které ovlivňují rychlost reakce, jsou:
- Koncentrace reaktantů: Vyšší koncentrace reaktantů vede k více srážkám za jednotku času, což vede ke zvýšené reakční rychlosti (s výjimkou reakcí nulového řádu).
- Teplota: Zvýšení teploty je obvykle doprovázeno zvýšením reakční rychlosti.
- Přítomnost někoho katalyzátory: Katalyzátory (jako jsou enzymy) snižují aktivační energii chemické reakce a zvyšují rychlost chemické reakce, aniž by byly během procesu spotřebovány.
- Fyzikální stav reakčních složek: Reakční složky ve stejné fázi mohou přijít do styku tepelným působením, ale povrchová plocha a míchání ovlivňují reakce mezi reakčními složkami v různých fázích.
- Tlak: U reakcí zahrnujících plyny zvyšuje tlak zvyšující se srážky mezi reakčními složkami a zvyšuje rychlost reakce.
Zatímco chemická kinetika může předpovídat rychlost chemické reakce, neurčuje rozsah, v jakém reakce probíhá.