Velocità di reazione rispetto alla costante di velocità specifica
Quando uno o più reagenti si convertono in prodotti, possono subire diverse modifiche e cambiamenti di energia. I legami chimici nei reagenti si stanno rompendo e si stanno formando nuovi legami per generare prodotti, che sono totalmente diversi dai reagenti. Questo tipo di modifica chimica è nota come reazioni chimiche. Ci sono numerose variabili che controllano le reazioni. Principalmente, studiando la termodinamica e la cinetica, possiamo trarre molte conclusioni su una reazione e su come possiamo controllarle. La termodinamica è lo studio delle trasformazioni di energia. Si occupa solo dell'energetico e della posizione dell'equilibrio in una reazione. Non ha nulla da dire su quanto velocemente viene raggiunto l'equilibrio. Questa domanda è il dominio della cinetica.
Velocità di reazione
La velocità di reazione è semplicemente l'indicazione della velocità della reazione. Quindi può essere considerato come un parametro che determina la velocità o la lentezza della reazione. Naturalmente, alcune reazioni sono molto lente, quindi non possiamo nemmeno vedere la reazione che ha luogo a meno che non la osserviamo per un tempo molto lungo. Ad esempio, l'erosione delle rocce mediante processi chimici è una reazione molto lenta che si verifica nel corso degli anni. Al contrario, una parte della reazione del potassio con l'acqua è molto rapida e produce quindi una grande quantità di calore ed è considerata una reazione vigorosa.
Considera la seguente reazione in cui i reagenti A e B vanno ai prodotti C e D.
a A + b B → c C + d D
La velocità per la reazione può essere fornita in termini di due reagenti o prodotti.
Tasso = - (1 / a) d [A] / dt = - (1 / b) d [B] / dt = - (1 / c) d [C] / dt = - (1 / d) d [D] / dt
a, b, c e d sono coefficienti stechiometrici dei reagenti e dei prodotti. Per i reagenti, l'equazione della velocità è scritta con un segno meno, perché i prodotti si esauriscono man mano che la reazione procede. Tuttavia, poiché i prodotti sono in aumento, vengono dati segnali positivi.
La cinetica chimica è lo studio delle velocità di reazione e ci sono molti fattori che influenzano la velocità della reazione. Questi fattori sono concentrazioni dei reagenti, catalizzatori, temperatura, effetti del solvente, pH, a volte le concentrazioni del prodotto, ecc. Questi fattori possono essere ottimizzati per avere la massima velocità di reazione o possono essere regolati per manipolare le velocità di reazione richieste.
Costante di velocità specifica
Se scriviamo l'equazione della velocità in relazione al reagente A nella reazione di cui sopra, è come segue.
R = -K [A] a [B] b
In questa reazione k è la costante di velocità. Questo è noto come costante di velocità specifica quando la concentrazione di ciascun reagente è unità; cioè una mole / dm 3. È una costante di proporzionalità che dipende dalla temperatura. La velocità e la costante di velocità specifica di una reazione possono essere trovate mediante esperimenti.
Qual è la differenza tra velocità di reazione e costante di velocità specifica?
• La velocità di reazione fornisce un'indicazione della velocità alla quale le reazioni vengono convertite in prodotti. La costante di velocità specifica è la costante di proporzionalità.
• La costante di velocità specifica fa parte della velocità di reazione.
• Solo la costante di velocità specifica non può fornire un'affermazione valida della velocità di reazione.
