Rychlost reakce vs reakční doba
Reakční rychlost a reakční doba jsou vzájemně závislé proměnné. Reakční rychlost reakce určuje čas, který bude trvat, než reakce do určité míry dokončí.
Rychlost reakce
Rychlost reakce je jednoduše ukazatel rychlosti reakce. Lze ji tedy považovat za parametr, který určuje, jak rychlá nebo pomalá je reakce. Přirozeně, některé reakce jsou velmi pomalé, takže nemůžeme ani vidět, jak reakce probíhá, pokud ji nepozorujeme velmi dlouho. Například zvětrávání hornin chemickými procesy je velmi pomalá reakce, která probíhá v průběhu let. Naproti tomu reakce kousku draslíku s vodou je velmi rychlá; tak vzniká velké množství tepla a je to považováno za energickou reakci.
Zvažte následující reakci, kdy reaktanty A a B přecházejí na produkty C a D.
a A + b B → c C + d D
Rychlost reakce může být vyjádřena dvěma reaktanty nebo produkty.
Sazba=-(1/a) d[A]/dt=-(1/b) d[B]/dt=(1/c) d[C]/dt=(1/d) d[D]/dt
Zde a, b, c a d jsou stechiometrické koeficienty reaktantů a produktů. Pro reaktanty je rychlostní rovnice zapsána se znaménkem mínus, protože produkty se s postupem reakce ubývají. Jak však produkty přibývají, dostávají pozitivní známky.
Chemická kinetika je studium reakčních rychlostí a existuje mnoho faktorů, které ovlivňují rychlost reakce. Těmito faktory jsou koncentrace reaktantů, katalyzátory, teplota, účinky rozpouštědel, pH, někdy koncentrace produktu atd. Tyto faktory mohou být optimalizovány tak, aby měly maximální reakční rychlost, nebo mohou být upraveny tak, aby manipulovaly s požadovanými reakčními rychlostmi. Pokud napíšeme rychlostní rovnici ve vztahu k reaktantu A pro výše danou reakci, bude to následující.
R=-K [A]a [B]b
V této reakci je k rychlostní konstanta. Je to konstanta úměrnosti, která závisí na teplotě. Rychlost a rychlostní konstantu reakce lze zjistit pomocí experimentů.
Reakční doba
Když se jedna nebo více reaktantů přeměňuje na produkty, mohou procházet různými modifikacemi a energetickými změnami. Chemické vazby v reaktantech se přeruší a vytvoří se nové vazby za vzniku produktů, které jsou zcela odlišné od reaktantů. Tento druh chemické modifikace je známý jako chemická reakce. Doba potřebná k dokončení reakce do určité míry je známá jako reakční doba. Doba závisí na různých faktorech, které reakci ovlivňují. Například velikost částic reaktantů, koncentrace, jejich fyzikální stavy, teplota a tlak jsou některé z faktorů, které ovlivňují dobu dokončení reakce. Kromě doby dokončení reakce můžeme měřit čas v průběhu reakce. Můžeme například měřit poloviční reakční dobu. Proto neexistuje žádná konkrétní definice reakční doby. Spíše měříme čas podle našich experimentálních potřeb.
Jaký je rozdíl mezi reakční rychlostí a reakční dobou?
• Rychlost reakce určuje, jak rychlá nebo pomalá je reakce. Reakční doba je doba potřebná k dokončení reakce do určitého rozsahu.
• Pokud je rychlost reakce pro konkrétní reakci vysoká, pak je doba reakce nízká. Také pokud je rychlost reakce nízká, reakční doba bude delší.
