Avainero reaktionopeuden ja ominaisnopeusvakion välillä on se, että reaktionopeus ilmaisee nopeuden, jolla reaktiot muuttuvat tuotteiksi, kun taas ominaisnopeusvakio on suhteellisuusvakio.
Kun yksi tai useampi lähtöaine muunnetaan tuotteiksi, ne voivat käydä läpi erilaisia muutoksia ja energiamuutoksia. Reagenssien kemialliset sidokset katkeavat ja uusia sidoksia muodostuu, jolloin syntyy tuotteita, jotka ovat täysin erilaisia kuin lähtöaineet. Tämän tyyppiset kemialliset modifikaatiot tunnetaan kemiallisina reaktioina. On olemassa lukuisia muuttujia, jotka ohjaavat reaktioita. Termodynamiikkaa ja kinetiikkaa tutkimalla voimme tehdä paljon johtopäätöksiä reaktiosta ja siitä, kuinka voimme hallita niitä. Termodynamiikka tutkii energian muunnoksia. Se koskee vain energiaa ja tasapainon sijaintia reaktiossa. Sillä ei ole mitään sanottavaa siitä, kuinka nopeasti tasapaino saavutetaan. Tämä kysymys kuuluu kinetiikan alaan.
Mikä on reaktionopeus?
Reaktionopeus on yksinkertaisesti osoitus reaktion nopeudesta. Sitä voidaan pitää parametrina, joka määrittää kuinka nopea tai hidas reaktio on. Tietysti jotkut reaktiot ovat hyvin hitaita, joten emme voi edes nähdä reaktion tapahtuvan, ellemme tarkkaile sitä hyvin pitkään. Esimerkiksi kemiallisten prosessien aiheuttama kiven rapautuminen on todella hidas reaktio, joka tapahtuu vuosien kuluessa. Sitä vastoin kaliumpalan ja veden välinen reaktio on erittäin nopea ja tuottaa suuren määrän lämpöä; tätä pidetään voimakkaana reaktiona.
Ajatellaan seuraavaa reaktiota, jossa lähtöaineet A ja B menevät tuotteisiin C ja D.
a A + b B → c C + d D
Reaktion nopeus voidaan antaa joko kahden lähtöaineen tai tuotteen muodossa.
Hinnoittelu=-(1/a) d[A]/dt=-(1/b) d[B]/dt=-(1/c) d[C]/dt=-(1/) d) d[D]/dt
a, b, c ja d ovat lähtöaineiden ja tuotteiden stoikiometrisiä kertoimia. Reagensseille nopeusyhtälö kirjoitetaan miinusmerkillä, koska tuotteet ehtyvät reaktion edetessä. Kuitenkin tuotteiden lisääntyessä niille annetaan positiivisia merkkejä.
Kuva 01: Reaktionopeus kasvaa lämpötilan noustessa
Kemiallinen kinetiikka tutkii reaktionopeuksia ja on monia tekijöitä, jotka vaikuttavat reaktion nopeuteen. Näitä tekijöitä ovat reagoivien aineiden, katalyyttien, lämpötilan, liuottimien vaikutukset, pH, joskus tuotepitoisuudet jne. Nämä tekijät voidaan optimoida maksimaalisen reaktionopeuden saavuttamiseksi tai niitä voidaan säätää manipuloimaan vaadittuja reaktionopeuksia.
Mikä on ominaisnopeusvakio?
Jos kirjoitamme nopeusyhtälön suhteessa reagoivaan aineeseen A edellä annetussa reaktiossa, se on seuraava.
R=-K [A]a [B]b
Tässä reaktiossa k on nopeusvakio. Tätä kutsutaan ominaisnopeusvakioksi, kun kunkin reagoivan aineen pitoisuus on yksikkö; eli yksi mooli/dm3. Se on suhteellisuusvakio, joka riippuu lämpötilasta. Reaktion nopeus ja ominaisnopeusvakio voidaan löytää kokein.
Mitä eroa on reaktionopeudella ja ominaisnopeuden vakiolla?
Reaktionopeus ilmaisee nopeuden, jolla reaktiot muuttuvat tuotteiksi, kun taas ominaisnopeusvakio on suhteellisuusvakio. Joten tämä on avainero reaktionopeuden ja ominaisnopeusvakion välillä. Vielä tärkeämpää on, että ominaisnopeusvakio on osa reaktionopeutta. Vain ominaisnopeusvakio ei voi antaa pätevää lausuntoa reaktionopeudesta.
Yhteenveto – Reaktionopeus vs ominaisnopeuden vakio
Avainero reaktionopeuden ja ominaisnopeusvakion välillä on se, että reaktionopeus ilmaisee nopeuden, jolla reaktiot muuttuvat tuotteiksi, kun taas ominaisnopeusvakio on suhteellisuusvakio.
Kuva:
1. "Reaktionopeuden nousu lämpötilan noustessa", kirjoittanut Brazosport College - Oma työ (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta
