Reaktionsrate vs. reaktionstid
Reaktionshastighed og reaktionstid er indbyrdes afhængige variabler. Reaktionshastigheden for en reaktion bestemmer den tid, det vil tage at fuldføre reaktionen i et vist omfang.
Reaktionsrate
Reaktionshastigheden er simpelthen en indikation af reaktionens hastighed. Derfor kan det betragtes som en parameter, der bestemmer, hvor hurtig eller hvor langsom en reaktion er. Naturligvis er nogle reaktioner meget langsomme, så vi kan ikke engang se reaktionen finde sted, medmindre vi observerer den i meget lang tid. Fx er stenforvitring ved kemiske processer en meget langsom reaktion, som finder sted over årene. I modsætning hertil er reaktionen af et stykke kalium med vand meget hurtig; producerer således en stor mængde varme, og det betragtes som en kraftig reaktion.
Overvej følgende reaktion, hvor reaktant A og B går til produkterne C og D.
a A + b B → c C + d D
Hastigheden for reaktionen kan angives som en af to reaktanter eller produkter.
Rate=-(1/a) d[A]/dt=-(1/b) d[B]/dt=(1/c) d[C]/dt=(1/d) d[D]/dt
Her er a, b, c og d støkiometriske koefficienter for reaktanterne og produkterne. For reaktanterne er hastighedsligningen skrevet med et minustegn, fordi produkterne udtømmes efterhånden som reaktionen skrider frem. Men efterhånden som produkterne er stigende, får de positive tegn.
Kemisk kinetik er studiet af reaktionshastighederne, og der er mange faktorer, der påvirker reaktionshastigheden. Disse faktorer er koncentrationer af reaktanterne, katalysatorer, temperatur, opløsningsmiddeleffekter, pH, nogle gange produktkoncentrationerne osv. Disse faktorer kan optimeres til at have den maksimale reaktionshastighed eller kan justeres for at manipulere de nødvendige reaktionshastigheder. Hvis vi skriver hastighedsligningen i forhold til reaktanten A for den ovenfor givne reaktion, vil den være som følger.
R=-K [A]a [B]b
I denne reaktion er k hastighedskonstanten. Det er en proportionalitetskonstant, som afhænger af temperaturen. Hastighed og hastighedskonstanten for en reaktion kan findes ved eksperimenter.
Reaktionstid
Når en eller flere reaktanter omdannes til produkter, kan de gennemgå forskellige modifikationer og energiændringer. De kemiske bindinger i reaktanterne brydes, og nye bindinger dannes for at danne produkter, som er tot alt forskellige fra reaktanterne. Denne form for kemisk modifikation er kendt som kemisk reaktion. Den tid, det tager at fuldføre en reaktion i et vist omfang, er kendt som reaktionstid. Tiden afhænger af forskellige faktorer, der påvirker reaktionen. For eksempel er reaktanters partikelstørrelse, koncentrationer, deres fysiske tilstande, temperatur og tryk nogle af de faktorer, som påvirker tiden til at fuldføre en reaktion. Bortset fra færdiggørelsestiden for reaktionen, kan vi måle tiden gennem hele reaktionen. For eksempel kan vi måle den halve reaktionstid. Derfor er der ingen specifik definition for reaktionstid. I stedet måler vi tiden i henhold til vores eksperimentbehov.
Hvad er forskellen mellem reaktionshastighed og reaktionstid?
• Reaktionshastigheden bestemmer, hvor hurtig eller hvor langsom reaktionen er. Reaktionstid er den tid, det tager at fuldføre en reaktion i et vist omfang.
• Hvis reaktionshastigheden er høj for en bestemt reaktion, er reaktionstiden lav. Også hvis reaktionshastigheden er lav, vil reaktionstiden være længere.
